金属学报

作者：刘瑞, 于治, 赵洋, 李晓齐, 喻海龙, 何娟, 聂鹏程, 王春雨, 邰凯平, 刘畅

单位：1沈阳化工大学 理学院 沈阳 110142；2中国科学院金属研究所 沈阳材料科学国家研究中心 沈阳 110016；3辽宁冷芯半导体科技有限公司 辽宁省集成电路热管理专业技术创新中心 沈阳 110172

关键词：SWCNT/Bi₂Te₃热电复合薄膜,可拉伸变形,微型柔性热电器件,

基金：国家自然科学基金项目(52073290);国家自然科学基金项目(51927803);辽宁省杰出青年科学基金项目(2023JH6/100500004);辽宁省自然科学基金项目(2022-MS-011);沈阳市科技计划项目(23-407-3-23)

在能源匮乏、环境污染严重的今天，研发可循环利用、环境友好的新型能源材料与器件具有重要意义。热电材料可直接实现热能与电能的相互转换，为解决这一问题提供了新的途径。特别是，近年来由于柔性热电器件展现出自供电、可穿戴等优势，受到了人们的高度重视。本工作通过引入聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)基底，利用单壁碳纳米管(single-wall carbon nanotube，SWCNT)/Bi2Te3热电复合薄膜材料优异的热电性能和柔韧性，设计制作了一种可拉伸变形的三维拱形结构的微型热电发电器件。该器件充分利用薄膜材料面内最佳热电性能方向，通过器件内外温差获得热-电性能转换，在电极两端产生电势差，实现发电。该微型柔性热电器件在温差为4 K时，输出电压为4.8 mV，最大输出功率达2.6 × 10-9 W，功率密度为3.9 × 10-9 W/cm2，器件的最小弯曲半径为3 mm。这种微型柔性热电器件的制备工艺简单易行、成本低廉，为柔性热电薄膜发电器件的研制提供了新途径。

来源：2024年第3期

《金属学报》期刊编辑部

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