形貌调控的纳米结构银与锑碲化物薄膜用于柔性热电发电机
材料科学
2025-12-09 v1
摘要
从低品位热能中收集电能对驱动可穿戴电子设备具有吸引力。我们展示了利用微波合成的 p-Sb₂Te₃ 纳米片和 n-Ag₂Te 纳米线在聚偏氟乙烯膜上组装的薄膜器件中实现 nW 量级热电发电。微波循环对 Ag₂Te 纳米晶体的形貌调控至关重要，而 Sb₂Te₃ 的形成对前驱体和表面活性剂浓度敏感。在合成过程中通过硫代甘油酸引入 1–1.5 原子百分比的 S 掺杂到 Sb₂Te₃ 中，可使功率因子提高高达八倍，这归因于电导率提高五倍和 Seebeck 系数提高 25%。我们的微薄膜器件在 5°C 到 50°C 的温差下可产生高达 33.6 mV 的电压，在 ΔT = 30°C 时最大输出功率为 120 nW，比 Sb₂Te₃ 纸器件高六十倍。机械弯曲可使器件电阻因纳米结构间电子传输减弱而增加高达 125%。这些发现为将合成、形貌调控与器件设计集成以用于下一代可穿戴热电系统提供了见解。
引用
@article{arxiv.2512.06824,
title = {Morphology-engineered nanostructured silver- and antimony-telluride films for flexible thermoelectric generators},
author = {Ankit Kashyap and Conner Wallace and Geetu Sharma and Collin Rowe and Mahima Sasikumar and Niraj Kumar Singh and Per Eklund and Theodorian Borca-Tasciucc and Ganpati Ramanath and Ajay Soni},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.06824},
year = {2025}
}
备注
14 Pages and 6 figure