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用于柔性热电发生器的独立式高导电PEDOT薄膜

DOI:10.1016/j.energy.2018.12.124 期刊:Energy 出版年份:2019 更新时间:2025-09-23 15:23:52
摘要: 近期,有机热电(TE)材料尤其是导电聚合物日益受到关注。本研究通过简单的自组装胶束软模板法成功合成了超细聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(PEDOT)纳米线(NWs)(~10纳米),并采用真空辅助过滤法制备出高度柔性的独立式PEDOT NW薄膜。该薄膜具有极高电导率(~1340 S cm?1)。经6 M H?SO?和1 M NaOH室温处理后,薄膜功率因子提升至46.51 μW m?1 K?2(塞贝克系数25.5 μV K?1,电导率715.3 S cm?1),较原始薄膜提高54%。据我们所知,其热电性能超越了所有已报道的一维导电聚合物基薄膜。此外,该薄膜即使弯曲200次后热电性能仍基本保持不变,展现出优异柔性。由六条(7毫米×30毫米)串联的PEDOT NW薄膜组成的柔性热电原型器件在51.6 K温差下输出功率达157.2 nW。这种独立式PEDOT NW薄膜有望成为新一代可穿戴热电设备。
作者: Dan Ni,Haijun Song,Yuanxun Chen,Kefeng Cai
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研究概述 实验方案 设备清单

为开发用于热电发电机的高度柔性和导电的自支撑PEDOT薄膜,旨在提升性能并实现可穿戴应用。

通过酸碱处理,该研究成功开发出具有高导电性和改善热电性能的柔性自支撑PEDOT纳米线薄膜。这些薄膜展现出优异的柔韧性,在可穿戴热电器件中具有应用前景,所展示的原型已能发电。未来工作应聚焦于n型材料集成及规?;票敢允迪质导视τ?。

该研究仅限于PEDOT基材料;未测量热导率,因此无法计算ZT值。原型发电机输出功率较低,大规模应用的扩展性可能具有挑战性。酸和碱浓度及温度的优化可能不够全面。

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