优异的柔韧性与单晶Bi2Te3薄膜热电发电机中的高功率密度相融合

《Nature Communications》：Superior flexibility merges high power density in single-crystal Bi2Te3 film thermoelectric generators

　　开发高性能且机械鲁棒的电源对于可穿戴微电子网络至关重要。柔性热电技术提供了一个有前景的解决方案，但核心挑战仍然是高效材料中机械柔性与功能性能的协同优化。在此，我们报告了一种反位缺陷抑制策略，以解决Bi?Te?单晶薄膜中这些相互冲突的需求。通过利用Se合金化，我们调整了层间能量学以改善屈服强度，同时实现了一种不寻常的微裂纹扩展机制，该机制保留了优异的塑性。这种缺陷工程方法还优化了载流子迁移率，使得n型单晶薄膜的功率因子达到50.6，p型单晶薄膜达到48.2 μW cm?1 K?2。由这些薄膜制备的柔性热电发电机在10,000次循环内展现出优异的弯曲能力，并在自然冷却条件下79.6 K的温差下实现了创纪录的功率密度805.0 W m?2。这项研究突出了本征缺陷工程对下一代耐用、高功率柔性热电发电机的变革潜力。