Конъюгированные полимеры демонстрируют широкие перспективы применения в областях термоэлектрического преобразования и гибкой электроники благодаря преимуществам легкости, гибкости и обрабатываемости в растворах, тогда как допирование является ключевой стратегией для достижения высокой электропроводности. Однако одиночное молекулярное допирование часто не может одновременно обеспечить оптимальную концентрацию носителей заряда и упорядоченность структуры. В данном исследовании предложена стратегия последовательного двойного допирования с использованием поли(3-гексилтиофен-2,5-диил) (P3HT) в качестве модельной системы, где предварительно в полимер вводится (2,3,5,6-тетрафтор-7,7,8,8-тетрацианобензохинондиметан) (F4TCNQ), а затем проводится глубокое окислительно-восстановительное допирование с использованием FeCl₃. Результаты показывают, что предварительное допирование F4TCNQ расширяет расстояния между алкильными боковыми цепями полимера при сохранении упорядоченности структуры, создавая благоприятные каналы для диффузии FeCl₃ и переноса зарядов; при втором допировании FeCl₃ более сильный окислитель FeCl₃ частично замещает F4TCNQ, при этом тонкие пленки с последовательным двойным допированием сохраняют высокую кристалличность, обеспечивая более плотное π-π-стекание и стабильную молекулярную ориентацию. Последовательное двойное допирование способствует трансформации поляронов в биполяронов, снижая концентрацию спинов, одновременно увеличивая концентрацию носителей заряда и подвижность по сравнению с одиночным допированием. При оптимальных условиях электропроводность пленок P3HT с последовательным двойным допированием достигает 595,9 С/см, что в 10,6 и 9,4 раза выше, чем у пленок с одиночным допированием FeCl₃ и F4TCNQ соответственно. Предложенная в исследовании стратегия «сначала оптимизация структуры, затем глубокое допирование» предоставляет эффективный способ для достижения высокой электропроводности конъюгированных полимеров.

Конъюгированные полимеры;Поли(3-гексилтиофен-2,5-диил);Последовательное двойное допирование;F4TCNQ;FeCl₃