近年來,隨著可穿戴/可植入式電子設(shè)備小型化微型化發(fā)展,有機與復(fù)合熱電材料引起了人們的極大興趣。這類材料可將人體與環(huán)境之間的溫差直接轉(zhuǎn)換為電能,進而實現(xiàn)可穿戴/可植入式電子設(shè)備的自供能,避免了傳統(tǒng)電池反復(fù)充電和頻繁拆卸的問題。深圳大學(xué)陳光明教授課題組對120余篇文獻調(diào)研,針對共軛聚合物取向結(jié)構(gòu)與熱電性能這一主題,撰寫題為“Recent progress in tuning polymer oriented microstructures for enhanced thermoelectric performance”的綜述論文,近期發(fā)表于《Nano Energy》(2020)上。
該論文不僅包括有機共軛高分子在宏觀尺度、微觀尺度以及分子尺度上的多層次取向結(jié)構(gòu)(既包括長程的晶區(qū)和分子鏈取向,也包括短程的晶面和構(gòu)象取向),而且涵蓋了不同層次取向結(jié)構(gòu)與有機共軛高分子的熱電性能的關(guān)系研究(包括熱電性能的各向異性與性能優(yōu)化等)。作者首先介紹了實現(xiàn)取向結(jié)構(gòu)的加工方法,并評述了不同加工方法的特點。進而,進一步討論了不同尺度微結(jié)構(gòu)對熱電參數(shù)的影響,及其背后的電子和聲子傳輸機理。最后,展望了該領(lǐng)域的挑戰(zhàn)和發(fā)展趨勢,認(rèn)為將來需要在發(fā)展新的取向加工技術(shù)、解決薄膜面內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)精確測量和提出針對有機熱電材料結(jié)構(gòu)特點的通用化傳輸理論模型等方面開展進一步深入研究。
(1)有機共軛高分子中多層次有序結(jié)構(gòu)
(2)構(gòu)建取向結(jié)構(gòu)優(yōu)化熱電性能
論文第一作者為鄧亮,通訊作者為陳光明教授。感謝國家自然科學(xué)基金(51973122)對該工作的支持。
論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.105448
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