Les polymères conjugués présentent de vastes perspectives d’application dans les domaines de la conversion thermoélectrique et de l’électronique flexible grâce à leurs avantages de légèreté, de flexibilité et de processabilité en solution, tandis que le dopage est une stratégie clé pour atteindre une conductivité électrique élevée. Cependant, le dopage moléculaire unique peine souvent à concilier la concentration de porteurs et l’ordre structurel. Cette étude propose une stratégie de double dopage séquentiel, en utilisant le poly(3-hexylthiophène-2,5-diène) (P3HT) comme système modèle, introduisant d’abord (2,3,5,6-tétrafluoro-7,7,8,8-tétracyano-p-benzoquinodiméthane) (F4TCNQ) dans le polymère, suivi d’un dopage redox profond par FeCl₃. Les résultats montrent que le pré-dopage avec F4TCNQ élargit l’espacement des chaînes latérales alkyles tout en maintenant l’ordre de la structure polymère, créant des voies favorables à la diffusion de FeCl₃ et au transfert de charge ; lors du second dopage avec FeCl₃, le FeCl₃ plus oxydant remplace partiellement le F4TCNQ, tandis que le film à double dopage séquentiel conserve un ordre cristallin élevé, réalisant une distance d’empilement π-π plus compacte et une orientation moléculaire stable. Le double dopage séquentiel favorise la conversion des polarons en bipolarons, réduit la concentration de spins, tout en présentant une concentration de porteurs et une mobilité supérieures au dopage unique. Dans des conditions optimales, la conductivité du film P3HT à double dopage séquentiel atteint 595,9 S/cm, soit respectivement 10,6 et 9,4 fois celle des films dopés uniquement par FeCl₃ ou F4TCNQ. La stratégie proposée de « d’abord optimiser la structure, ensuite dopage profond » offre une voie efficace pour obtenir une conductivité élevée des polymères conjugués.

Polymères conjugués;Poly(3-hexylthiophène-2,5-diène);Double dopage séquentiel;F4TCNQ;FeCl₃