熱電材料是一種通過內(nèi)部載流子輸運實現(xiàn)熱能和電能直接相互轉換的功能材料。隨著可穿戴設備和柔性電子器件的快速發(fā)展,人們對能夠持續(xù)提供電能的柔性能源器件的需求越來越多。同時,小型化器件的發(fā)展對低功率能源器件的需求越來越多,也為柔性熱電材料和器件的發(fā)展提供了新的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。碲（Te）納米線因其較高的熱電響應能力而引起了熱電領域的廣泛關注。與其他材料相比,Te在室溫附近具有較高的Seebeck系數(shù),但其較低的電導率導致其功率因子和ZT值較低。碲化銀（Ag₂Te）是室溫附近重要的n型熱電材料,熱導率在室溫附近為0.1-0.4 W/mK。利用Te為模板,在室溫下即可制備出Ag₂Te納米材料,方法簡單,易于規(guī)模化生產(chǎn)。近年來聚合物材料和碳納米材料的迅速發(fā)展為傳統(tǒng)熱電材料的發(fā)展提供了新思路。聚合物材料中的導電聚合物具有熱導率低、制備簡單、成本低、易成膜、電導率可通過摻雜/去摻雜調(diào)整等優(yōu)點,但其較低的Seebeck系數(shù)導致導電聚合物的功率因子和ZT值較低。目前報道的純導電聚合物最大ZT值為0.42,遠低于傳統(tǒng)無機半導體熱電材料。為了得到性能較好的柔性熱電材料... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院上海硅酸鹽研究所)上海市

【文章頁數(shù)】：185 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 熱電器件工作基本原理
        1.2.1 Seebeck效應
        1.2.2 Peltier效應
        1.2.3 Thomson效應
        1.2.4 Seebeck效應、Peltier效應和Thomson效應之間的關系
    1.3 熱電器件工作原理及性能評價指標
        1.3.1 熱電器件工作原理及轉換效率
        1.3.2 熱電性能評價指標
        1.3.3 熱電性能參數(shù)之間的相互聯(lián)系
    1.4 熱電材料研究進展
        1.4.1 無機熱電材料研究進展
        1.4.2 有機熱電材料研究進展
        1.4.3 碲及碲化物基納米材料研究進展
    1.5 論文的選題思路和研究內(nèi)容
第二章 PEDOT:PSS包覆Te納米棒/PEDOT:PSS復合材料的制備及熱電性能
    2.1 引言
    2.2 實驗過程
        2.2.1 原材料
        2.2.2 實驗儀器
        2.2.3 PC-Te納米棒的合成
        2.2.4 PC-Te/PEDOT:PSS復合薄膜的制備和后處理
        2.2.5 器件的制備
        2.2.6 樣品的表征和性能測試
    2.3 結果與討論
        2.3.1 熱電性能
        2.3.2 XRD分析
        2.3.3 形貌分析
        2.3.4 XPS分析
        2.3.5 GIWAXS分析
        2.3.6 熱電器件性能分析
    2.4 本章小結
第三章 SWCNT/PEDOT:PSS包覆Te納米棒復合薄膜的制備及熱電性能
    3.1 引言
    3.2 實驗過程
        3.2.1 原材料
        3.2.2 實驗儀器
        3.2.3 PC-Te納米棒的合成
        3.2.4 SWCNT/PC-Te復合薄膜的制備
        3.2.5 復合薄膜的后處理
        3.2.6 熱電器件的制備
        3.2.7 樣品的表征和性能測試
    3.3 結果與討論
        3.3.1 薄膜的制備和后處理
        3.3.2 XRD表征
        3.3.3 未處理復合薄膜形貌分析
        3.3.4 復合薄膜熱電性能分析
        3.3.5 H_2SO_4 處理前后復合薄膜形貌分析
        3.3.6 H_2SO_4 處理前后復合薄膜拉曼光譜分析
        3.3.7 H_2SO_4 處理前后復合薄膜XPS分析
        3.3.8 處理后復合薄膜的變溫熱電性能
        3.3.9 熱電器件的輸出性能
    3.4 .本章小結
第四章 高性能AgxTe/PEDOT:PSS柔性復合薄膜的制備及其熱電性能
    4.1 .引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 原材料
        4.2.2 實驗儀器
        4.2.3 Agx Te/PEDOT:PSS復合材料的制備
        4.2.4 Agx Te/PEDOT:PSS復合薄膜的制備
        4.2.5 熱電器件的制備
        4.2.6 樣品的表征和熱電性能測試
    4.3 結果與討論
        4.3.1 Agx Te/PEDOT:PSS復合薄膜的制備
        4.3.2 XRD分析
        4.3.3 形貌分析
        4.3.4 XPS分析
        4.3.5 熱電性能表征
        4.3.6 復合薄膜形貌和結構分析
        4.3.7 變溫熱電性能分析
        4.3.8 復合薄膜柔性和拉伸性能分析
        4.3.9 熱電器件性能測試
        4.3.10 器件穩(wěn)定性分析
    4.4 本章小結
第五章 高性能PVP/Ag/Ag_2Te三元復合薄膜的制備及其熱電性能
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 原材料
        5.2.2 實驗儀器
        5.2.3 PVP/Ag_2Te納米線的制備
        5.2.4 復合薄膜的制備
        5.2.5 熱電器件的組裝
        5.2.6 性能測試和樣品的表征
    5.3 結果與討論
        5.3.1 PVP/Te納米線物相和形貌分析
        5.3.2 PVP/Ag_2Te納米線XRD分析
        5.3.3 PVP/Ag_2Te納米線形貌分析
        5.3.4 PVP/Ag_2Te復合薄膜熱電性能分析
        5.3.5 熱處理后6A1T復合薄膜XRD分析
        5.3.6 PVP/Ag/Ag_2Te復合薄膜表面形貌
        5.3.7 PVP/Ag/Ag_2Te復合薄膜STEM分析
        5.3.8 PVP/Ag/Ag_2Te復合薄膜變溫熱電性能
        5.3.9 PVP/Ag/Ag_2Te復合薄膜柔性和拉伸性能
        5.3.10 熱電器件的輸出性能
        5.3.11 器件穩(wěn)定性
    5.4 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀學位期間發(fā)表的學術論文與研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]納米結構導電聚合物及其復合材料的研究進展:制備,應用和展望（英文）[J]. 張麟,杜文雅,Amit Nautiyal,柳禎,張新宇.  Science China Materials. 2018(03)



本文編號：3171858