通过共嵌入微粒的排除体积提升碳纳米管网络的热电功率 factor
应用物理
2022-11-23 v2 材料科学
摘要
近年来,嵌入聚合物基体的碳纳米管(CNTs)网络作为柔性热电(TE)传输介质被广泛研究。然而,其功率因子主要受限于CNT间结处相对低效的隧穿传输以及网络中导电通道的低密度。本工作中,我们证明通过在CNT网络中添电绝缘的微米尺度颗粒可显著增强功率因子。当将直径数微米的二氧化硅颗粒共嵌入单壁CNT-聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合材料时,电导率与塞贝克系数同时增强,从而使功率因子提升逾六倍。我们发现二氧化硅微粒将复合材料的大体积排除在CNT可及范围外,并致使CNT网络以聚合物为粘结剂绕其形成,进而改善了CNT的连通与取向。基于结隧穿传输的理论计算表明,功率因子的巨大提升可归因于CNT间结距减小所致的隧穿增强以及CNT更好取向带来的几何因子增大。通过样品压缩进一步改善CNT取向,功率因子额外提升逾两倍。
引用
@article{arxiv.2209.08661,
title = {Boosting Thermoelectric Power Factor of Carbon Nanotube Networks with Excluded Volume by Co-embedded Microparticles},
author = {Oluwasegun Isaac Akinboye and Yu Zhang and Vamsi Krishna Reddy Kondapalli and Fan Yang and Vesselin Shanov and Yue Wu and Je-Hyeong Bahk},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.08661},
year = {2022}
}