一种基于梯度杨氏模量柔性可拉伸热电器件及制作方法技术

技术编号：41612964 阅读：23 留言：0更新日期：2024-06-13 02:17

本发明专利技术公开的一种基于梯度杨氏模量柔性可拉伸热电器件及制作方法，属于热电转换、能源利用与柔性电子技术领域。基于梯度杨氏模量柔性可拉伸热电器件，为多层依次叠加的热电装置，热电装置包括N型热电臂、P型热电臂、上下基底层、上下电路层和散热翅片层。N型热电臂和P型热电臂位于上电路层和下电路层之间；上下电路层位于上下基底层上部。本发明专利技术通过使用PDMS材料加入PEIE溶液对材料本身杨氏模量进行改变，实现材料杨氏模量的梯度变化，同时降低热源与热电器件之间的电阻，提高热端的热流输入，通过使用液态金属电极，实现电极反复拉伸后电极的自我修复功能，通过在上层基底层加入碳纳米管结构，增强集热能力，增大冷热端温差，提高器件输出性能。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于梯度杨氏模量柔性可拉伸热电器件及制作方法，尤其涉及梯度杨氏模量柔性可拉伸热电器件，属于热电转换、能源利用与柔性电子。

技术介绍

1、柔性热电器件是一种具有柔性和可拉伸性的热能转化为电能的装置。它由柔性基底材料和热电材料构成，可以适应各种形状和曲面。柔性热电器件通过利用热电效应，即在温度差异下产生电势差和电流，将热能转化为可用的电能。它在可穿戴设备、智能纺织品和生物医学传感器等领域有广泛应用。关键技术包括柔性基底材料的选择和制备、热电材料的设计和制备，以及器件结构的优化。

2、梯度杨氏模量柔性可拉伸热电器件具有广泛的应用潜力。它可以应用于可穿戴设备，如智能手环、智能手表和健身追踪器，以收集人体产生的热能并转化为电能。同时，它也可以用于智能纺织品领域，制作具有热电功能的纺织品，实现智能温控和能量收集等功能。在生物医学传感器中，该器件可以监测生理参数并通过热电转换供电。此外，它还可以用于能量收集、自供电传感器、热管理和环境能量回收等领域，为无线传感器网络、物联网设备和环境能源回收提供长期自持续的电源解决方案。...

【技术保护点】

1.一种基于梯度杨氏模量柔性可拉伸热电器件，其特征在于：为多层依次叠加的热电装置，所述热电装置包括N型热电臂、P型热电臂、上下基底层、上下电路层和散热翅片层；N型热电臂和P型热电臂位于上电路层和下电路层之间；上下电路层位于上下基底层上部；下层基底层是可拉伸热电器件承接拉伸变形的部分，主要材料是聚二甲基硅氧烷PDMS，通过控制PDMS的杨氏模量从而形成梯度化的变化；上层基底层由PDMS和碳纳米管组成，主要用于吸收热量防止热量散失，同样通过控制PDMS和碳纳米管的杨氏模量，进而形成梯度化变化；上层电路层与下层电路层主要通过液态金属连接，二者呈现镜像对称的关系。