【摘 要】
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近年来,有机与有机/无机复合热电（TE）材料引起了人们的极大兴趣,也取得了迅猛的发展。与传统无机TE材料相比,此材料具有导热系数低、优异的加工性、重量轻与来源丰富等明显优点
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近年来,有机与有机/无机复合热电（TE）材料引起了人们的极大兴趣,也取得了迅猛的发展。与传统无机TE材料相比,此材料具有导热系数低、优异的加工性、重量轻与来源丰富等明显优点。然而,与有机与复合TE材料的研究进展相比,其热电器件的研究却发展缓慢,并且存在诸多问题。例如:由于目前文献中采用的p型和n型组成材料、p型和n型薄膜尺寸,以及应用温度梯度（ΔT）等不同,因而无法根据文献数据直接评估器件的组装方式的优劣。鉴于此,本文从器件组装策略对比和优化组装方式角度,对单壁碳纳米管（SWCNT）基柔性热电器件（模块）进行了较深入的研究。主要研究内容与结果如下:1. 首先,我们制备了一张完整的SWCNT薄膜,然后在此薄膜上分别进行两类化学掺杂得到了三对p-n单元对结构,最后经过折叠组装得到了一体化的柔性折叠型模块。研究结果表明:（1）p/n掺杂剂可以成功地复合到SWCNT内,并且改变了SWCNT的性能;（2）过多的掺杂剂并不会提高复合材料的热电性能;（3）折叠型热电模块是可以在50 K的温差（（35）T）下产生243 n W的输出功率。2. 采用与折叠模块相同的材料,制备了另外两种热电模块（串联型和堆砌型）,并且与上述的折叠型模块作了比较。结果表明,这三种模块的热电性能符合以下规律:串联型>折叠型>堆砌型。在此基础上,提出了柔性热电模块性能（FDP）的一般评估方法,即FDP=（?）,其中Pmax、m和N分别代表最大输出功率、模块质量和p-n单元的对数。串联型模块的FDP为11.13 n W g-1 K-1。3. 采用上述串联型组装方式,通过改变p-n单元的尺寸以及对数,继而制备了新颖的具有集成模块架构的环状热电器件,并且与传统的单层薄膜环状器件进行了对比。具有集成模块架构的环形器件,在18±2 K的小温度梯度下可以产生高达12.37μW的输出功率。其热电性能明显优于大多数以前的文献报道数值和相应的基于传统单层薄膜结构组装的环形器件（1.74μW）。
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