不同维度Ag_(2)Se构筑柔性热电薄膜的性能优化与器件集成研究OA北大核心CSTPCD

Ag_(2)Se热电薄膜及器件因其窄带隙半导体特性在室温下显示出良好的热电性能,成为近年来可穿戴热电能源转换领域的研究热点。常见的Ag_(2)Se薄膜多由纳米颗粒堆积构筑而成,纳米材料维度对堆积网络的热电传输特性具有重要影响。本研究采用溶剂热法和模板法分别制备了不同维度的Ag_(2)Se纳米材料,通过喷涂工艺结合高温热处理,在聚酰亚胺基底上构筑了柔性Ag_(2)Se热电薄膜,系统研究了Ag_(2)Se纳米材料维度对薄膜微观结构和热电性能的影响。与一维纳米线结构相比,零维Ag_(2)Se纳米颗粒构筑的热电薄膜具有更优的导电网络和热电性能,薄膜的室温功率因子可达199.6μW·m^(-1)·K^(-2),而在375 K时功率因子为257.9μW·m^(-1)·K^(-2),表现出良好的热电性能。基于性能优异的Ag_(2)Se薄膜,进一步设计集成了具有四条热电臂的柔性热电器件。该器件具有良好的机械柔性和输出性能,以20 mm为弯曲半径,在弯曲循环1000次后,内阻仅增加了8.2%;在30 K的温差下,器件开路电压可达9.1 mV,最大输出功率达43.7 nW。本研究为制备柔性Ag_(2)Se热电薄膜材料与器件提供了新的思路和方向。