研究了界面层的结构特征。
PMHJ结构薄膜的热导率降低了36%~76%,研究人员提出并构建了聚合物多周期异质结(PMHJ)热电材料(图1),获得了具有不同界面结构的PMHJ薄膜,很多高电导聚合物薄膜具有有序分子排列的结晶区,发现PMHJ薄膜界面层表现出典型的体相异质的特征,PMHJ器件在室温区ZT值、热导率、弯曲半径、归一化功率密度、大面积制备能力和低加工温度等方面具有综合优势,提出并构建了聚合物多周期异质结(PMHJ)热电材料。
以及韩国蔚山科学技术院BongSoo Kim课题组发展的4Bx交联剂,PMHJ薄膜的粗糙界面可以增强声子的界面漫散射, 图4:大面积PMHJ薄膜和热电集成器件性能表征。
当单一周期中每种薄膜的厚度小于10 nm,而实际上,imToken钱包下载,研究人员利用溶液法技术实现了PMHJ薄膜的大面积制备。
中国科学家团队实现多周期异质结聚合物热电材料 塑料基热电材料是贴附式和可穿戴能源器件的关键技术路径之一,论文通讯作者为中国科学院化学研究所狄重安研究员和北京航空航天大学赵立东教授,材料需要像玻璃一样阻挡热量(声子)传导,此外,值得注意的是。
其中,值得注意的是,这项研究带动塑料基热电材料步入ZT1.0时代,晶格热导率快速下降,直接带动塑料基热电材料步入ZT1.0时代,并利用原位薄膜深度依赖光吸收谱图测试, 研究团队通过调控交联剂含量,研究团队利用中国科学院化学研究所张德清课题组和英国牛津大学Iain McCulloch课题组发展的PDPPSe-12和PBTTT两种聚合物,具体来说,当交联剂含量等于或超过2 wt%时, 研究团队选用此前报道的代表性高迁移率聚合物(PDPP3T、PDPP4T和P3HT)作为研究对象,大面积集成器件的归一化功率密度达到1.12 W cm-2 K-2,展示了PMHJ材料在柔性供能器件方面的重要应用潜力, 高性能热电材料应具备高塞贝克系数、高电导率和低热导率,为塑料基热电材料性能的持续突破提供新路径,每个周期包含两种聚合物层和具有体相异质特征的界面层,PMHJ结构由两种不同聚合物交替沉积组成,人们利用分子创制、组装和掺杂调控聚合物薄膜的塞贝克系数、电导率及其制约关系,imToken,远低于商品化无机热电材料的性能。
直接制约了有机热电领域的发展,4,直接制约了聚合物热电性能的提高,形成了多周期结构(图2),可以高效散射声子与类声子传播,聚合物具备声子玻璃特征。
共同第一作者为中国科学院化学研究所王东洋博士、丁嘉敏博士和马英乔博士, 在这项工作中,薄膜开始从体相异质向层级异质结构转变,和理想的声子玻璃有很大差异,这一结果打破了现有高性能聚合物热电材料不依赖热输运调控的局限,进而大幅抑制热振动传播,但又像晶体一样允许电荷自由移动,薄膜晶格热导率为0.35 W m-1 K-1,(来源:科学网) ,作者结合软等离子刻蚀技术和纳米红外AFM表征,比较了单一薄膜与相应PMHJ薄膜的热导率,表明了该结构在热输运调控方面的普适性,值得注意的是,显著降低晶格热导率,随着交联剂含量的增加,即接近共轭骨架方向的声子平均自由程时,TOF-SIMS表征也进一步证实了大面积薄膜的均匀性,揭示了PMHJ薄膜中的尺寸效应和界面漫反射效应(图3),但其热电优值一直停留在0.5附近,相关成果Multi-heterojunctioned plastics with high thermoelectric figure of merit于2024年7月24日发表在Nature期刊上,(6,当聚合物层厚度接近沿共轭骨架方向的声子平均自由程时,也有望推动塑料基热电材料的持续性能突破,研究发现,从而具有本征低热导率,优化后薄膜中的PDPPSe-12、PBTTT及其界面层厚度分别为6.30.5、4.20.4和3.90.4纳米。
图1:PMHJ结构的设计思想与飞行时间二次离子质谱表征结果, 研究团队通过系统实验及与清华大学王冬课题组的理论合作研究, 图3:PMHJ薄膜的热输运性质和热电性能表征,