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(zhuǎn)換的功能材料。隨著可穿戴設(shè)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(yīng)能力而引起了熱電領(lǐng)域的廣泛關(guān)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)�；a(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(yīng)
        1.2.2 Peltier效應(yīng)
        1.2.3 Thomson效應(yīng)
        1.2.4 Seebeck效應(yīng)、Peltier效應(yīng)和Thomson效應(yīng)之間的關(guān)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(zhuǎn)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(fù)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(fù)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(jié)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(jié)
第三章 SWCNT/PEDOT:PSS包覆Te納米棒復(fù)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(fù)合薄膜的制備
        3.2.5 復(fù)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(jié)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(fù)合薄膜形貌分析
        3.3.4 復(fù)合薄膜熱電性能分析
        3.3.5 H_2SO_4 處理前后復(fù)合薄膜形貌分析
        3.3.6 H_2SO_4 處理前后復(fù)合薄膜拉曼光譜分析
        3.3.7 H_2SO_4 處理前后復(fù)合薄膜XPS分析
        3.3.8 處理后復(fù)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(jié)
第四章 高性能AgxTe/PEDOT:PSS柔性復(fù)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(fù)合材料的制備
        4.2.4 Agx Te/PEDOT:PSS復(fù)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(jié)果與討論
        4.3.1 Agx Te/PEDOT:PSS復(fù)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(fù)合薄膜形貌和結(jié)構(gòu)分析
        4.3.7 變溫熱電性能分析
        4.3.8 復(fù)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(jié)
第五章 高性能PVP/Ag/Ag_2Te三元復(fù)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(fù)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(jié)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(fù)合薄膜熱電性能分析
        5.3.5 熱處理后6A1T復(fù)合薄膜XRD分析
        5.3.6 PVP/Ag/Ag_2Te復(fù)合薄膜表面形貌
        5.3.7 PVP/Ag/Ag_2Te復(fù)合薄膜STEM分析
        5.3.8 PVP/Ag/Ag_2Te復(fù)合薄膜變溫熱電性能
        5.3.9 PVP/Ag/Ag_2Te復(fù)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(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)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(shù)論文與研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]納米結(jié)構(gòu)導電聚合物及其復(fù)合材料的研究進展:制備,應(yīng)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