PANI复合Bi₂Te₂.₇Se₀.₃

ZT提升46%

通过聚苯胺颗粒增强声子散射并优化载流子散射，突破n型碲化铋性能瓶颈。

Yang, Shuhuan · Ming, Hongwei · 李地 · Chen, Tao · Shujin, Li · 张健 · 辛红星 · 秦晓英

Chemical Engineering Journal 2023

具体参数

晶格热导率降低幅度

{'zh': '49', 'en': '49'} %

热电势提升幅度

{'zh': '8', 'en': '8'} %

最大ZT值

{'zh': '1.22', 'en': '1.22'}

最大Z值

{'zh': '3.57e-3', 'en': '3.57e-3'} K^-1

技术优势

热导率骤降

聚合物包裹体增强声子散射，使晶格热导率在300 K降低49%。

热电势反升

无机/有机界面势垒引起能量依赖的载流子散射，使热电势提升8%，抵消了迁移率下降。

ZT创新高

复合样品在345 K获得ZT=1.22，比未掺杂样品高46%，为n型碲化铋的顶尖水平。

应用场景

• 热电发电：ZT提升46%，使废热回收效率大幅提高，可替代传统n型碲化铋材料。
• 固态制冷：高热电优值增强珀尔帖效应，制冷能力更强，可用于无振动固态制冷。
• 精密温控：ZT提升使温控响应更快、精度更高，适用于光通信激光器、PCR等场景。
• 柔性电子：PANI复合物可改善机械柔性，有望用于柔性热电器件。
• 可穿戴设备：人体温差下即可高效发电，为可穿戴设备提供免维护电源。