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Good Performance and Flexible PEDOT:PSS/Cu2Se Nanowire Thermoelectric Composite Films
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2019-03-18 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsami.9b01718 Yao Lu 1 , Yufei Ding 1 , Yang Qiu 2 , Kefeng Cai 1 , Qin Yao 3 , Haijun Song 1 , Liang Tong 1 , Jiaqing He 2 , Lidong Chen 3
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2019-03-18 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsami.9b01718 Yao Lu 1 , Yufei Ding 1 , Yang Qiu 2 , Kefeng Cai 1 , Qin Yao 3 , Haijun Song 1 , Liang Tong 1 , Jiaqing He 2 , Lidong Chen 3
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Herein, poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) coated CuxSey (PC-CuxSey) nanowires are prepared by a wet-chemical method, and PEDOT:PSS/CuxSey nanocomposite films on flexible nylon membrane are fabricated by vacuum assisted filtration and then cold-pressing. XRD analysis reveals that the CuxSey with different compositions can be obtained by adjusting the nominal Cu/Se molar ratios of their sources. For the composite film starting from a Cu/Se nominal molar ratio of 3, an optimized power factor of ∼270.3 μW/mK2 is obtained at 300 K. Moreover, the film exhibits a superior flexibility with 85% of the original power factor retention after bending for 1000 cycles around a rod with a diameter of 5 mm. TEM and STEM observations of the focused ion beam (FIB) prepared sample reveal that it is mainly attributed to a synergetic effect of the nylon membrane and the composite film with nanoporous structure formed by the intertwined nanowires, besides the intrinsic flexibility of nylon. Finally, a thermoelectric prototype composed of nine legs of the optimized hybrid film generates a voltage and a maximum power of 15 mV and 320 nW, respectively, at a temperature gradient of 30 K. This work offers an effective approach for high TE performance inorganic/polymer composite film for flexible TE devices.
中文翻译：
高性能和柔性PEDOT：PSS / Cu 2 Se纳米线热电复合膜
在此，通过湿化学法制备涂覆有聚（3,4-乙撑二氧噻吩）：聚（苯乙烯磺酸盐）（PEDOT：PSS）的Cu x Se y（PC-Cu x Se y）纳米线，并且PEDOT：PSS / Cu x通过真空辅助过滤，然后冷压制得柔性尼龙膜上的Se y纳米复合膜。XRD分析表明，可以通过调节其来源的标称Cu / Se摩尔比来获得具有不同组成的Cu x Se y。对于Cu / Se标称摩尔比为3的复合膜，最佳功率因数约为270.3μW/ mK 2。该膜在300K下获得。此外，该膜在绕直径为5mm的棒弯曲1000次循环后表现出优异的柔韧性和原始功率因数保持率的85％。聚焦离子束（FIB）制备样品的TEM和STEM观察表明，它主要归因于尼龙膜和由缠结的纳米线形成的具有纳米孔结构的复合膜的协同作用，此外还具有尼龙的固有挠性。最终，由经过优化的混合膜的9个分支组成的热电原型在30 K的温度梯度下分别产生15 mV的电压和320 nW的最大功率。这项工作为高TE性能的无机/无机材料提供了一种有效的方法。用于柔性TE器件的聚合物复合膜。
更新日期：2019-03-18
中文翻译：
高性能和柔性PEDOT：PSS / Cu 2 Se纳米线热电复合膜
在此，通过湿化学法制备涂覆有聚（3,4-乙撑二氧噻吩）：聚（苯乙烯磺酸盐）（PEDOT：PSS）的Cu x Se y（PC-Cu x Se y）纳米线，并且PEDOT：PSS / Cu x通过真空辅助过滤，然后冷压制得柔性尼龙膜上的Se y纳米复合膜。XRD分析表明，可以通过调节其来源的标称Cu / Se摩尔比来获得具有不同组成的Cu x Se y。对于Cu / Se标称摩尔比为3的复合膜，最佳功率因数约为270.3μW/ mK 2。该膜在300K下获得。此外，该膜在绕直径为5mm的棒弯曲1000次循环后表现出优异的柔韧性和原始功率因数保持率的85％。聚焦离子束（FIB）制备样品的TEM和STEM观察表明，它主要归因于尼龙膜和由缠结的纳米线形成的具有纳米孔结构的复合膜的协同作用，此外还具有尼龙的固有挠性。最终，由经过优化的混合膜的9个分支组成的热电原型在30 K的温度梯度下分别产生15 mV的电压和320 nW的最大功率。这项工作为高TE性能的无机/无机材料提供了一种有效的方法。用于柔性TE器件的聚合物复合膜。
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