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由 Ag2Se 薄膜制成的柔性发电机具有创纪录的高热电性能
Nature Communications ( IF 14.7 ) Pub Date : 2024-01-31 , DOI: 10.1038/s41467-024-45092-7
Dong Yang 1, 2 , Xiao-Lei Shi 3 , Meng Li 3 , Mohammad Nisar 1 , Adil Mansoor 1 , Shuo Chen 1 , Yuexing Chen 1 , Fu Li 1 , Hongli Ma 2 , Guang Xing Liang 1 , Xianghua Zhang 2 , Weidi Liu 3, 4 , Ping Fan 1 , Zhuanghao Zheng 1 , Zhi-Gang Chen 3
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探索新的近室温热电材料对于替代当前高成本的 Bi2Te3 具有重要意义。本研究强调了 Ag2Se 在可穿戴热电电子学中的潜力,解决了性能和灵活性之间的权衡问题。在 Ag2Se 基薄膜中实现了创纪录的 1.27 在 363 K 下的 ZT,在 Se 位点上掺杂了 3.2 at.2%,这是通过掺杂诱导取向工程的新概念实现的。我们揭示了 Te-掺杂通过降低 (00 l) 形成能量来增强薄膜均匀性和 (00l) 取向,进而通过降低 (00l) 形成能量来增强载流子迁移率,这得到了可靠的计算和实验证据的证实。掺杂同时加宽了带隙,导致塞贝克系数和高功率因数提高,并引入了 TeSe 点缺陷,有效降低了晶格热导率。基于保护性有机聚合物的复合层增强了薄膜的柔韧性,合理设计的柔性热电器件实现了 1.5 mW cm-2 的输出功率密度,可在 20 K 温差下进行可穿戴发电。

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