科学研究

材料学院张荔副教授在《Advanced Energy Materials》上发表热电材料及器件最新研究成果

2024-06-18 15:28 文、图/材料学院 点击:[]

材料科学与工程学院(文物保护科学与技术学院)张荔副教授在Wiley杂志社旗下的国际著名学术期刊《Advanced Energy Materials》(IF:27.8)上发表题为“Carrier Separation Boosts Thermoelectric Performance of Flexible n-type Ag2Se-based Films”的高水平研究论文。我校张荔副教授、昆士兰科技大学陈志刚教授为论文共同通讯作者,mg4355电子游戏网址为第一通讯单位。该论文的发表提高了我校在热电能源转换材料领域的国际影响力。

自供电技术对于物联网时代可穿戴设备和柔性电子器件的发展具有重要意义,半导体热电材料具有的塞贝克效应能够将低品位热量(如人体热量或环境热量)直接转换为电能实现自供电。n型Ag2Se薄膜是室温及近室温区的高性能热电材料之一,然而,Ag2Se的低载流子迁移率限制了其电导率和功率因数的进一步提升,进而使其作为柔性热电器件应用时表现出不够高的功率密度。

本项工①创新性的提出了一种载流子分离策略用于提升Ag2Se薄膜的电导率和功率因数。具体地,将绝缘电子供体聚乙烯亚胺(PEI)与Ag2Se复合, 其中PEI的不均匀分布可以吸引n型Ag2Se基体中的空穴,而分离的少数载流子基于库仑斥力能够避免对n型Ag2Se中电子显著散射,进而优化载流子迁移率,实现了Ag2Se基热电薄膜创纪录的载流子迁移率~1551.99 cm2 V?1 s?1和优异的功率因子~22.39 W m?1 K?2;②该复合薄膜在6 mm弯曲半径1000次弯曲后电阻仅降低了6.5 %,表现出优异的柔性;③该复合薄膜组装成的柔性热电器件表现出优异的归一化功率密度~73.93 W m?2,远高于已报道的Ag2Se基热电薄膜器件。

原文链接:

https://doi.org/10.1002/aenm.202401890

附:代表性论文

(1) Flexible thermoelectric Materials and Devices: from Materials to Applications, Materials Today, 2021, 46, 62-108. (外封面论文,高被引论文,被引次数250次)

(2) One-step post-treatment boosts thermoelectric properties of PEDOT:PSS flexible thin films. Journal of Materials Science & Technology, 2023, 132, 81-89. (高被引论文,被引次数49次)

(3) SWCNTs/Ag2Se film with superior bending resistance and enhanced thermoelectric performance via in situ compositing. Chemical Engineering Journal, 2023, 457, 141024.

(4) Vertically designed high-performance and flexible thermoelectric generator based on optimized PEDOT:PSS/SWCNTs composite films. Chemical Engineering Journal, 2024, 486, 150305.

新闻小贴士:

张荔,mg4355电子游戏网址材料学院副教授,硕士生导师。入选陕西省高层次人才引进计划和陕西省科协青年人才托举计划。博士毕业于澳大利亚新南威尔士大学,长期从事半导体热电能源转换材料及器件的研究工作。担任陕西省纳米科技学会理事、中科院SCI学术期刊青年编委。主持国家级和省部级项目共8项,以第一作者或通讯作者在Mater. Today(超过250次引用)、Chem. Eng. J.、J. Mater. Chem. A、J. Mater. Sci. Technol.、ACS Appl. Mater. Interfaces、Carbon等材料学领域国际主流期刊上发表SCI论文60余篇,其中ESI高被引论文2篇,外封面论文1篇。撰写英文著作章节1篇。担任Energy Environ. Mater.、Adv. Fiber Mater.、ACS Appl. Mater. Interfaces、J Mater. Chem. A、Carbon、ACS Appl. Nano Mater. 等20余本国际期刊同行评审专家。带领学生参加“挑战杯”和“互联网+”等比赛获得省级银奖2项和省级铜奖1项,培养研究生获得“国家奖学金”和“优秀硕士学位论文”。

(核稿:王卓 编辑:刘倩)

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