(相關(guān)資料圖)

目前，柔性熱電技術(shù)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(jié)構(gòu)與工藝復雜，難以制備出超薄柔性器件。

近年來發(fā)現(xiàn)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(chǔ)，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(yōu)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(shù)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(yōu)值極低（約0.01），制約了傳統(tǒng)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(fā)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(shù)量級高于已報道的柔性熱電器件，且還數(shù)倍高于現(xiàn)有的剛性熱電器件。

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

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