高性能柔性p型Ce填充Fe₃CoSb₁₂ skutterudite薄膜,适用于中高温应用

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 热电学是一种热电学.
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 热电材料将热转化为电力,这对于废热回收至关重要.
• 对于可穿戴电子产品和物联网应用,需要灵活的热电设备.
• 斯库特鲁迪特薄膜具有有前途的热电性能,但在柔性基板上面临制造挑战.

研究的目的:

• 用于制造基于Fe3CoSb12的柔性P型 skutterudite薄膜.
• 为了实现高热电性能和稳定性在中高温.
• 为解决柔性热电器件的基板薄膜粘合挑战.

主要方法:

• 定制目标材料制备和脉冲激光沉积 (PLD) 用于薄膜制造.
• 优化制造加工和 (Ce) 兴奋剂度.
• 机械曲试验和热电特性表征.

主要成果:

• 成功地制造了柔性P型Fe3CoSb12 skutterudite薄膜.成功地制造了柔性P型Fe3CoSb12 skutterudite薄膜.
• 在653K时实现了功率系数>100μW m-1K-2和ZT ≈0.6的功率系数.
• 经过>2000个曲周期后,表现出优异的机械稳定性,电阻变化<6%.
• 组装的柔性装置在 ΔT = 100 K 的情况下实现了 135.7 μW cm−2 的功率密度.

结论:

• 该研究成功地证明了柔性 skutterudite薄膜适用于中高温热电应用.
• 开发的制造方法克服了粘合挑战,使稳定和高性能灵活的热电器件成为可能.
• 这项工作显著推进了灵活热电发电机的实际应用.