极大增强了柔性Cu2-xS膜的热电功率因子,通过化Mn进行了大量增强
Xinru Zuo1, Xiaowen Han1, Yiming Lu1
1Key Laboratory of Advanced Civil Engineering Materials of Ministry of Education, Shanghai Key Laboratory of Development and Application for Metal-Functional Materials, School of Materials Science & Engineering, Tongji University, Shanghai 201804, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|November 25, 2023
概括
灵活的硫化铜 (Cu2-xS) 薄膜被开发用于热电应用. 这些新的柔性薄膜具有增强的电气性能,并显示了为可穿戴电子设备提供动力的潜力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 收集能源 收集能源
背景情况:
- 硫化铜 (Cu2-xS) 材料由于资源丰富,毒性低,以及可调节性质,对热电材料具有前景.
- 关于柔性硫化铜热电的研究仍然在很大程度上未被探索,在可穿戴应用的材料开发中存在差距.
研究的目的:
- 开发一种易于制备柔性添加硫化铜 (Mn-doped Cu2-xS) 薄膜的方法.
- 调查胺兴奋剂对Cu2-xS薄膜热电特性和灵活性的影响.
- 评估这些柔性薄膜在可穿戴电子产品的热电发电机中的潜力.
主要方法:
- 通过水热方法合成纳米到亚微米的Mn化Cu2-xS粉末 (y = 00.07).
- 通过真空过粉末到尼龙膜上制造柔性薄膜,然后进行热压.
- 阶段组成,微观结构,电性质和热电性能的表征.
主要成果:
- 成功制备了含有Cu2S和Cu1.96S相的柔性Mn合Cu2-xS薄膜,颗粒大小为~20300nm,含有Cu2S和Cu1.96S相.
- 胺兴奋剂增强了载体度和流动性,从而改善了Cu2-xS的电特性.
- Cu2-xMn0.05S薄膜达到113.3μW m-1 K-2的最大功率系数,并表现出良好的灵活性.
- 使用这些薄膜组装的热电发电机在30.1K的温度差异下产生了249.48nW的最大功率.
结论:
- 灵活的Mn-doped Cu2-xS薄膜使用简单的热水和热压方法成功制造.
- 胺显著提高了硫化铜薄膜的热电性能,使它们适合灵活的应用.
- 这些灵活的热电薄膜对供电低功耗的可穿戴电子设备具有前景.
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