高性能热电弹性Ag2基于Se的片,通过热扩散方法进行波形曲
Junze Zhang1, Mohammad Nisar1, Hanwen Xu1
1Shenzhen Key Laboratory of Advanced Thin Films and Applications, Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems of Ministry of Education and Guangdong Province, College of Physics and Optoelectronic Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, P. R. China.
ACS applied materials & interfaces
|October 2, 2023
概括
这项研究提出了一种新的热扩散方法,用于制造柔性银化物 (Ag2Se) 薄膜. 优化的薄膜具有高热电性能和机械灵活性,为高效的低级热能采集铺平了道路.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
- 收集能源 收集能源
背景情况:
- 灵活的热电材料对于废热回收至关重要.
- 开发高效且可扩展的热电薄膜制造方法仍然是一个挑战.
研究的目的:
- 开发一种用于制造n型Ag2Se柔性薄膜的新型热扩散方法.
- 通过控制制造参数优化热电性能和机械性能.
- 探索这些薄膜在低度热能利用中的潜力.
主要方法:
- 在聚胺 (PI) 基板上制造Ag2Se薄膜,使用一种新的热扩散技术.
- 通过在热扩散过程中调整压力和温度来优化薄膜特性.
- 结构性,电气性和热电性质的表征.
- 有限元分析 (FEA) 用于模拟温度差异能力.
- 一个灵活的热电模块的组装.
主要成果:
- Ag2Se 薄膜表现出 (013) 偏好的方向,增强了 Seebeck 系数.
- 电导率由热扩散温度调整,归因于增加的电动性.
- 在室温下达到18.25μW cm−1 K−2的高功率系数,在393 K时达到21.7 μW cm−1 K−2的峰值.
- 波形曲形态表现出更大的温度差异的潜力,并表现出出色的机械性能 (弹性模量为0.42 GPa).
- 一个灵活的模块在50K的温度差异下产生了166nW的输出功率.
结论:
- 这种新的热扩散方法为制备高性能柔性Ag2Se薄膜提供了可扩展的途径.
- 通过受控的热扩散来优化微结构是提高热电特性的关键.
- 开发的柔性热电薄膜和模块显示出对高效低度热能采集应用的前景.
