焦耳和eV怎么换算

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热电材料因其能将废热转换为电能而备受研究者关注。当前,应用广泛、性能较高的热电材料多为无机热电材料,如碲化铋和硒化锡等。这些材料的热电性能在持续的研究中得到了提升。

无机热电材料普遍存在密度高、脆性大的缺点,这在柔性可穿戴热电器件,特别是热电织物领域的应用中产生了限制。本文决定采用兼具优异热电性能和力学性能的CNTY作为热电材料,以研究p型热电材料聚3,4-乙撑二氧吩:聚乙烯磺酸盐(PEDO:PSS)和n型掺杂剂PEI浓度对CNTY热电性能的调控作用。

对于碳纳米管纱线的热电性能测试,本文采用开尔文四线法进行电阻测试,这种方法对于小电阻的测试精度较高。在四线法测试中,电压表的内阻非常高,远大于电路中其他部分的电阻,因此可以精确测出被测电阻的阻值。

本文还对热电纱线的塞贝克系数、面内热导率等进行了测试。有机基分段式热电纱线的制备采用浸涂法,这是一种操作简便、容易控制的方法。纱线的表面形貌及元素分析则通过场发射扫描电镜进行。

从实验结果看,CNTY的平均Seebeck系数、电导率和热电功率因子表现良好。为了提高其p型热电性能,将其与PEDOT:PSS复合制备成复合热电纱线PEDOT:PSS/CNTY,其热电功率因子相较于CNTY有了显著提高。

在制备热电器件时,除了需要高性能的p型热电材料,还需要与之匹配的n型热电材料。本文还研究了不同浓度的聚合物PEI对CNTY进行n型掺杂的效果。随着PEI浓度的增加,Seebeck系数和电导率呈现一定的变化趋势。当PEI浓度达到临界浓度时,CNTY中的多子从空穴变为电子,完成了从p型到n型的转化。

有机基分段式热电纱线是一种一体式结构,降低了热电臂与电极之间的接触电阻,提高了热电输出性能。其形貌特征表明,不同部位的微观形貌和特征元素分布清晰,说明制备方法的可控性和可扩展性。

可穿戴电子器件的发展对电能供应方式提出了更高的要求,而热电织物因其可持续工作、无移动部件、内阻小以及具有自供电传感和温度调控功能而在智能可穿戴领域具有广泛应用前景。目前热电织物仍面临输出功率密度低、传感灵敏度低等问题,因此调控热电织物的热电性能和柔性成为研究重点。

本文的研究为制备高性能的热电织物提供了一种新的思路和方法,有望推动其在智能可穿戴领域的应用发展。参考文献也提供了相关的研究资料,为进一步研究提供参考。


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