通过引入纳米级的层,实现超灵活的无机薄膜热电器件

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 固态物理 固态物理
• 收集能源 收集能源

背景情况:

• 灵活的热电设备对于可穿戴电子产品和废热回收至关重要.
• 现有的设备经常面临机械稳定性,接口电阻和功率输出方面的挑战.
• 优化接口是提高灵活性和热电性能的关键.

研究的目的:

• 设计和制造一个灵活的热电装置,具有优化的异国情调接口.
• 为了研究 (Ti) 接触和屏障层对设备性能的影响.
• 为了实现高功率密度和高效的能量收获从低质量的热源.

主要方法:

• 纳入一个聚胺基质,Ti接触层,Cu电极,Ti屏障层和热电薄膜 (p-Bi_0.5Sb_1.5Te₃和n-Bi₂Te_2.7Se_0.3).
• 制造162对薄膜脚,用于高热电转换.
• 界面特性,电阻和发电能力的表征.

主要成果:

• 在p型材料中达到1.39和n型材料中达到1.44的高功率 (ZT) 值.
• 在5K的温度差异下表现出异常灵活性,功率密度为108μW cm-2 .
• 从50°C的热源成功为发光二极管供电,使用三种连接连接的设备.

结论:

• 战略性地使用10纳米Ti接触和屏障层显著改善了接口粘合,并降低了内部电阻.
• 设计的灵活的热电装置在室温下表现出高性能和出色的发电能力.
• 这项工作提出了一种有希望的方法,用于从无处不在的低质量热源有效和灵活地采集能量.