Contribution à l’étude théorique des propriétés thermoélectriques des polymères conducteurs

Abstract

L’objectif de ce travail est d’apporter une contribution à l’étude théorique des propriétés thermoélectriques des polymères conducteurs. Ce mémoire s’intéresse aux propriétés thermoélectriques de matériaux basés sur un polymère conjugué semiconducteur, le poly (3,4-éthylènedioxythiophène), ou PEDOT dopé par le poly (styrène sulfonate) de sodium (PSS). Nous avons étudié les variations de la conductivité électrique, de coefficient de Seebeck et de la conductivité thermique en fonction de la température . Cela nous amènera à d’obtenir un facteur de mérite de l’ordre de 0,42 à 300K avec un rendement de 44%. Ensuite, nous avons étudié l’intensité de courant optimale en fonction de la température et définir le coefficient de performance COP. Enfin nous analysons l’effet de la concentration des porteurs de charges sur les différents paramètres thermoélectriques. L’étude théorique des propriétés thermoélectriques est effectuée en utilisant le modèle de Mott ou modèle de saut à distance variable (VRH). On prouve que Le dopage secondaire du (PEDOT : PSS), permet d’augmenter la conductivité électrique du matériau sans interagir avec son coefficient Seebeck ce qui améliorer les propriétés thermoélectrique des polymères. D’autre part, nous démontrent l’effet inverse de la concentration des porteurs de charges sur les paramètres thermoélectriques. The aim of this work is to bring a theoritecal study contribution to the thermoelectric properties of conductive polymers. This memory is interested in the thermoelectric properties of materials based on a conjugated polymer, poly (3,4-ethylenedioxythiophene), or PEDOT doped with sodium poly (styrene sulfonate) (PSS). We have studied the electrical conductivity, the Seebeck coefficient and the thermal conductivity as a function of temperature which will lead us to give a merit factor of about 0.42 to 300K with a The maximum efficiency of 44%. Then, we studied the optimal current intensity as a function of the temperature and define the coefficient of performance COP. Finally, we analyze the effect of the concentration of charge carriers on the various thermoelectric parameters. Theoretical study of the thermoelectric properties is carried out using the model of Mott or model of variable range hopping (VRH). It is proved that the secondary doping of (PEDOT : PSS) increases the electrical conductivity of the material without interacting with its Seebeck coefficient, which improves the thermoelectric properties of the polymers. On the other hand, we demonstrate the inverse effect of the concentration of charge carriers on thermoelectric parameters.