含Te无机纳米结构/PEDOT：PSS复合薄膜的制备与热电性能
发布时间：2021-05-06 11:40
热电材料是一种通过内部载流子输运实现热能和电能直接相互转换的功能材料。随着可穿戴设备和柔性电子器件的快速发展,人们对能够持续提供电能的柔性能源器件的需求越来越多。同时,小型化器件的发展对低功率能源器件的需求越来越多,也为柔性热电材料和器件的发展提供了新的发展机遇和挑战。碲（Te）纳米线因其较高的热电响应能力而引起了热电领域的广泛关注。与其他材料相比,Te在室温附近具有较高的Seebeck系数,但其较低的电导率导致其功率因子和ZT值较低。碲化银（Ag2Te）是室温附近重要的n型热电材料,热导率在室温附近为0.1-0.4 W/mK。利用Te为模板,在室温下即可制备出Ag2Te纳米材料,方法简单,易于规模化生产。近年来聚合物材料和碳纳米材料的迅速发展为传统热电材料的发展提供了新思路。聚合物材料中的导电聚合物具有热导率低、制备简单、成本低、易成膜、电导率可通过掺杂/去掺杂调整等优点,但其较低的Seebeck系数导致导电聚合物的功率因子和ZT值较低。目前报道的纯导电聚合物最大ZT值为0.42,远低于传统无机半导体热电材料。为了得到性能较好的柔性热电材料...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)上海市
【文章页数】：185 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 热电器件工作基本原理
1.2.1 Seebeck效应
1.2.2 Peltier效应
1.2.3 Thomson效应
1.2.4 Seebeck效应、Peltier效应和Thomson效应之间的关系
1.3 热电器件工作原理及性能评价指标
1.3.1 热电器件工作原理及转换效率
1.3.2 热电性能评价指标
1.3.3 热电性能参数之间的相互联系
1.4 热电材料研究进展
1.4.1 无机热电材料研究进展
1.4.2 有机热电材料研究进展
1.4.3 碲及碲化物基纳米材料研究进展
1.5 论文的选题思路和研究内容
第二章 PEDOT:PSS包覆Te纳米棒/PEDOT:PSS复合材料的制备及热电性能
2.1 引言
2.2 实验过程
2.2.1 原材料
2.2.2 实验仪器
2.2.3 PC-Te纳米棒的合成
2.2.4 PC-Te/PEDOT:PSS复合薄膜的制备和后处理
2.2.5 器件的制备
2.2.6 样品的表征和性能测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 热电性能
2.3.2 XRD分析
2.3.3 形貌分析
2.3.4 XPS分析
2.3.5 GIWAXS分析
2.3.6 热电器件性能分析
2.4 本章小结
第三章 SWCNT/PEDOT:PSS包覆Te纳米棒复合薄膜的制备及热电性能
3.1 引言
3.2 实验过程
3.2.1 原材料
3.2.2 实验仪器
3.2.3 PC-Te纳米棒的合成
3.2.4 SWCNT/PC-Te复合薄膜的制备
3.2.5 复合薄膜的后处理
3.2.6 热电器件的制备
3.2.7 样品的表征和性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 薄膜的制备和后处理
3.3.2 XRD表征
3.3.3 未处理复合薄膜形貌分析
3.3.4 复合薄膜热电性能分析
3.3.5 H_2SO_4 处理前后复合薄膜形貌分析
3.3.6 H_2SO_4 处理前后复合薄膜拉曼光谱分析
3.3.7 H_2SO_4 处理前后复合薄膜XPS分析
3.3.8 处理后复合薄膜的变温热电性能
3.3.9 热电器件的输出性能
3.4 .本章小结
第四章 高性能AgxTe/PEDOT:PSS柔性复合薄膜的制备及其热电性能
4.1 .引言
4.2 实验部分
4.2.1 原材料
4.2.2 实验仪器
4.2.3 Agx Te/PEDOT:PSS复合材料的制备
4.2.4 Agx Te/PEDOT:PSS复合薄膜的制备
4.2.5 热电器件的制备
4.2.6 样品的表征和热电性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 Agx Te/PEDOT:PSS复合薄膜的制备
4.3.2 XRD分析
4.3.3 形貌分析
4.3.4 XPS分析
4.3.5 热电性能表征
4.3.6 复合薄膜形貌和结构分析
4.3.7 变温热电性能分析
4.3.8 复合薄膜柔性和拉伸性能分析
4.3.9 热电器件性能测试
4.3.10 器件稳定性分析
4.4 本章小结
第五章 高性能PVP/Ag/Ag_2Te三元复合薄膜的制备及其热电性能
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 原材料
5.2.2 实验仪器
5.2.3 PVP/Ag_2Te纳米线的制备
5.2.4 复合薄膜的制备
5.2.5 热电器件的组装
5.2.6 性能测试和样品的表征
5.3 结果与讨论
5.3.1 PVP/Te纳米线物相和形貌分析
5.3.2 PVP/Ag_2Te纳米线XRD分析
5.3.3 PVP/Ag_2Te纳米线形貌分析
5.3.4 PVP/Ag_2Te复合薄膜热电性能分析
5.3.5 热处理后6A1T复合薄膜XRD分析
5.3.6 PVP/Ag/Ag_2Te复合薄膜表面形貌
5.3.7 PVP/Ag/Ag_2Te复合薄膜STEM分析
5.3.8 PVP/Ag/Ag_2Te复合薄膜变温热电性能
5.3.9 PVP/Ag/Ag_2Te复合薄膜柔性和拉伸性能
5.3.10 热电器件的输出性能
5.3.11 器件稳定性
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米结构导电聚合物及其复合材料的研究进展:制备,应用和展望（英文）[J]. 张麟,杜文雅,Amit Nautiyal,柳祯,张新宇. Science China Materials. 2018(03)
本文编号：3171858
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)上海市
【文章页数】：185 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 热电器件工作基本原理
1.2.1 Seebeck效应
1.2.2 Peltier效应
1.2.3 Thomson效应
1.2.4 Seebeck效应、Peltier效应和Thomson效应之间的关系
1.3 热电器件工作原理及性能评价指标
1.3.1 热电器件工作原理及转换效率
1.3.2 热电性能评价指标
1.3.3 热电性能参数之间的相互联系
1.4 热电材料研究进展
1.4.1 无机热电材料研究进展
1.4.2 有机热电材料研究进展
1.4.3 碲及碲化物基纳米材料研究进展
1.5 论文的选题思路和研究内容
第二章 PEDOT:PSS包覆Te纳米棒/PEDOT:PSS复合材料的制备及热电性能
2.1 引言
2.2 实验过程
2.2.1 原材料
2.2.2 实验仪器
2.2.3 PC-Te纳米棒的合成
2.2.4 PC-Te/PEDOT:PSS复合薄膜的制备和后处理
2.2.5 器件的制备
2.2.6 样品的表征和性能测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 热电性能
2.3.2 XRD分析
2.3.3 形貌分析
2.3.4 XPS分析
2.3.5 GIWAXS分析
2.3.6 热电器件性能分析
2.4 本章小结
第三章 SWCNT/PEDOT:PSS包覆Te纳米棒复合薄膜的制备及热电性能
3.1 引言
3.2 实验过程
3.2.1 原材料
3.2.2 实验仪器
3.2.3 PC-Te纳米棒的合成
3.2.4 SWCNT/PC-Te复合薄膜的制备
3.2.5 复合薄膜的后处理
3.2.6 热电器件的制备
3.2.7 样品的表征和性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 薄膜的制备和后处理
3.3.2 XRD表征
3.3.3 未处理复合薄膜形貌分析
3.3.4 复合薄膜热电性能分析
3.3.5 H_2SO_4 处理前后复合薄膜形貌分析
3.3.6 H_2SO_4 处理前后复合薄膜拉曼光谱分析
3.3.7 H_2SO_4 处理前后复合薄膜XPS分析
3.3.8 处理后复合薄膜的变温热电性能
3.3.9 热电器件的输出性能
3.4 .本章小结
第四章 高性能AgxTe/PEDOT:PSS柔性复合薄膜的制备及其热电性能
4.1 .引言
4.2 实验部分
4.2.1 原材料
4.2.2 实验仪器
4.2.3 Agx Te/PEDOT:PSS复合材料的制备
4.2.4 Agx Te/PEDOT:PSS复合薄膜的制备
4.2.5 热电器件的制备
4.2.6 样品的表征和热电性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 Agx Te/PEDOT:PSS复合薄膜的制备
4.3.2 XRD分析
4.3.3 形貌分析
4.3.4 XPS分析
4.3.5 热电性能表征
4.3.6 复合薄膜形貌和结构分析
4.3.7 变温热电性能分析
4.3.8 复合薄膜柔性和拉伸性能分析
4.3.9 热电器件性能测试
4.3.10 器件稳定性分析
4.4 本章小结
第五章 高性能PVP/Ag/Ag_2Te三元复合薄膜的制备及其热电性能
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 原材料
5.2.2 实验仪器
5.2.3 PVP/Ag_2Te纳米线的制备
5.2.4 复合薄膜的制备
5.2.5 热电器件的组装
5.2.6 性能测试和样品的表征
5.3 结果与讨论
5.3.1 PVP/Te纳米线物相和形貌分析
5.3.2 PVP/Ag_2Te纳米线XRD分析
5.3.3 PVP/Ag_2Te纳米线形貌分析
5.3.4 PVP/Ag_2Te复合薄膜热电性能分析
5.3.5 热处理后6A1T复合薄膜XRD分析
5.3.6 PVP/Ag/Ag_2Te复合薄膜表面形貌
5.3.7 PVP/Ag/Ag_2Te复合薄膜STEM分析
5.3.8 PVP/Ag/Ag_2Te复合薄膜变温热电性能
5.3.9 PVP/Ag/Ag_2Te复合薄膜柔性和拉伸性能
5.3.10 热电器件的输出性能
5.3.11 器件稳定性
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米结构导电聚合物及其复合材料的研究进展:制备,应用和展望（英文）[J]. 张麟,杜文雅,Amit Nautiyal,柳祯,张新宇. Science China Materials. 2018(03)
本文编号：3171858
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