磁场取向优化纳米复合材料热电性能

有机-无机热电纳米复合材料（TENCs）在热电领域受到了广泛的关注，且极有希望实现高性能柔性热电器件的组装。但目前仍缺乏有效的方法来精确调节TENC的薄膜形貌。复旦大学梁子琪课题组最近报道了在溶液法制备的n-型TENCs中，利用磁场取向金属纳米线的方法来大幅提高热电性能，并进一步构筑了高效的柔性热电器件。

复旦大学的梁子琪课题组首次利用金属纳米线独特的磁性，在有机-无机热电纳米复合材料（TENCs）中通过磁场取向以改善薄膜形貌，进而显著提高其热电性能。为验证其可行性，他们通过溶液法制备了聚偏氟乙烯（PVDF）/ 金属钴纳米线（Co NWs）TENCs，同时应用磁场以取向其中的Co NWs。

随着Co NWs在复合材料中含量的提升，渗流网络逐渐形成，电导率呈现指数性增长。当Co NWs含量为80 wt%（对应于44.5 vol%）时，磁场诱发的形貌重组导致电导率从无取向时的5648 S cm−1显著增加到沿着取向方向的7141 S cm−1，而垂直取向方向的电导率则明显小于未取向样品；另外，磁场取向对于塞贝克系数几乎没有影响。结果是，取向的Co NWs（80wt%）/ PVDF TENC的最佳功率因子在320 K时达到523 μW m−1 K−2，为目前n-型热电材料中最高之一，可以说这一方法比传统的化学掺杂处理更为有效。进一步，与p-型PEDOT：PSS相配对，成功构建了包含10个p-n单元的平面柔性热电器件，在50 K的温差下其最大输出电压和输出功率分别达到了26.4 mV和5.2 μW，为目前柔性热电器件中最优性能之一。

该工作已发表在Advanced Electronic Materials（DOI: 10.1002/aelm.201800200）上。

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