碲锑铋纳米材料与低维碳材料的柔性复合薄膜的制备及其热电机理研究

基本信息
批准号:51562005
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:40.00
负责人:刘呈燕
学科分类:
依托单位:桂林电子科技大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:Craig. A. J. Fisher,程浩亮,王潇漾,杨恒全,高杰,杜鑫
关键词:
热电材料碲锑铋纳米材料柔性复合薄膜低维碳材料热电机理
结项摘要

Thermoelectric materials provide a green, safe and reliable method for generating power or refrigeration, which plays a more and more important role in alleviating energy crisis, environmental pollution and climatic change. In particular, flexible thermoelectric composites are increasingly important because of their convenience in use. However, their low conversion efficiency restricts their application, and therefore the thermoelectric mechanism should be investigated more deeply. Based on our previous studies, this research plan proposes to prepare flexible films by compositing BiSbTe nanomaterials (ultrathin nanosheets, nanotubes and nanowires) and low dimensional carbon materials (carbon nanotube and graphene). By tuning the parameters of materials, including the morphology, size and composition of BiSbTe nanomaterials, ratio of BiSbTe nanomaterials and low dimensional carbon materials, and the structure of micro interfaces, the change trends of thermoelectric properties could be summerized. Combining the guidance of first principle calculations, the quantum confinement effects and synergistic effects induced by the micro interfaces to improve the thermoelectric properties, such as structure distortion at the interfaces, the carrier energy filtering, phonon scattering by the interfaces, are expected to be clarified. This research plan is expected to improve the thermoelectric performance of flexible thermoelctric composites and insight deeply into the basic theory of thermoelectric materials.

热电材料提供了一种环保、安全、可靠的发电或制冷方式,在解决能源危机、环境污染、气候变化上正扮演越来越重要的角色。柔性复合热电材料因其使用方便而受到越来越多的关注,但低热电性能限制了其应用,需对其热电机理进行更深入的研究。本项目在前期试探性研究的基础上,提出利用碲锑铋纳米材料(超薄纳米片、纳米管和纳米线)与低维碳材料(碳纳米管和石墨烯)复合制备出柔性复合薄膜。通过调控复合薄膜中材料的参数(如碲锑铋纳米材料的形貌、尺寸和组成、与低维碳材料的配比、以及微观界面结构等),探索其影响热电性质的规律,结合第一性原理计算以期揭示量子限制效应和微观界面的协同作用(如界面处结构形变、载流子过滤效应、界面声子散射效应等)对提高柔性复合薄膜热电性能的作用,从而有望综合提高柔性复合热电材料的热电性能以及对热电材料基础理论的深入认识。

项目摘要

热电材料提供了一种环保、安全、可靠的发电或制冷方式,在解决能源危机、环境污染、气候变化上正扮演越来越重要的角色。柔性复合热电材料因其使用方便而受到越来越多的关注,但低热电性能限制了其应用,需对其热电机理进行更深入的研究。本项目在前期试探性研究的基础上,提出利用碲锑铋纳米材料(超薄纳米片、纳米管和纳米线)与低维碳材料(碳纳米管和石墨烯)复合制备出柔性复合薄膜。通过调控复合薄膜中材料的参数(如碲锑铋纳米材料的形貌、尺寸和组成、与低维碳材料的配比、以及微观界面结构等),探索其影响热电性质的规律,结合第一性原理计算以期揭示量子限制效应和微观界面的协同作用(如界面处结构形变、载流子过滤效应、界面声子散射效应等)对提高柔性复合薄膜热电性能的作用,从而有望综合提高柔性复合热电材料的热电性能以及对热电材料基础理论的深入认识。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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