當前視點！科學家在柔性熱電技術研究中獲進展

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目前，柔性熱電技術的研究一般直接使用具有良好柔塑性的有機熱電材料，或者將脆性的無機熱電材料集成于柔性基板；前者的電性能較低，導致輸出電壓和功率遠低于無機材料；后者結構與工藝復雜，難以制備出超薄柔性器件。

近年來發現的室溫塑性無機半導體如Ag2S（Nature Materials，2018）和二維范德華InSe單晶（Science，2020），將金屬/有機材料的力學特性與無機半導體的電學特性完美地集于一身；以此為基礎，通過元素的固溶摻雜等改性研究，研制出一系列n型高性能無機塑性熱電材料（Energy & Environmental Science，2019；Advanced Materials，2021等），室溫和高溫熱電優值分別達到0.44和0.80。這些新材料的研究為柔性熱電技術提供了全新的研究思路與解決方案。然而，p型無機塑性熱電材料的種類稀少、室溫附近熱電優值極低（約0.01），制約了傳統π型（面外型）超薄柔性熱電器件的研制及應用。

近日，中國科學院上海硅酸鹽研究所研究員仇鵬飛、史迅、陳立東等，與瑞典烏普薩拉大學教授章貞合作，開發出系列高性能p型無機塑性熱電材料；基于此，科研人員研制出厚度僅為0.3mm的超薄π型柔性熱電器件，其功率密度數量級高于已報道的柔性熱電器件，且還數倍高于現有的剛性熱電器件。

相關研究成果以Flexible thermoelectrics based on ductile semiconductors為題，發表在《科學》（Science）上。

據了解，該研究為柔性熱電技術提供了全新的解決方案，能將人體或環境熱量快速有效地轉換成電能，具有穩定可靠、長壽命、超薄、可彎曲、全天候工作等優點，有望為柔性電子提供高效的自供電技術。