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二硫化钼柔性热电材料:体温发电或成现实

作者: 发布时间:2017-01-16 浏览次数:170
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二硫化钼柔性热电材料:体温发电或成现实

近日,湖南大学物理与微电子科学学院黄晖辉副教授同美国维克森林大学纳米中心、IBM TJ Watson研究中心以及罗格斯大学纽瓦克分校化学系的科学家团队合作,首  次制备出1T相二维MoS2柔性热电材料并揭示其优良的热电性能,相关工作发表在《Nano Energy》(影响因子11.553)上,题目为“Metallic 1T phase MoS2 nanosheets for high-performance thermoelectric energy harvesting”。

二维二硫化钼具有极高的载流子迁移率、较低的载流子有效质量以及柔性可弯曲等特点,被认为是一种理想的柔性热电材料。然而,要使机械剥离或化学气相沉积的2H相二维MoS2获得大的热电功率因子,通常需要采用在二维材料的z方向上施加电场以调节其载流子浓度,这一方案增大了技术难度与成本。

在该工作中,黄晖辉副教授及其合作者采用化学剥离技术大量地制得了1T相二维二硫化钼S2,通过对材料结构的改造而非外加电场的方法调节了其载流子浓度,所制得的柔性热电材料的常温功率因子达到73.1 µWm-1K-2,超过了多壁碳纳米管等已知的大多数柔性热电材料体系。

该研究成果可用于制备可穿戴柔性热电电池。热电电池是一种利用热电材料的塞贝克效应直接将热能转换为电能的技术,它具有无任何运动部件、可靠性高、结构简单、坚固耐用、寿命长、无噪音、无污染等诸多优点。制成柔性、便携器件后,能够将人们日常生活中常温区的废热(如人的体温、电子设备产生的温度)持续地转换为电能,具有广泛的应用前景。


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