氧化锌(ZnO)高温化学稳定性好,载流子迁移率和热电功率因子高,是极具潜力的高温热电材料。然而较高的热导率阻碍了其热电性能的进一步提升,限制了ZnO的推广应用。本项目拟在ZnO中引入弥散导电聚合物纳米颗粒,以导电聚合物与ZnO之间形成的大量有机-无机纳米异质结(纳米结)界面为基础,设计、制备纳米复合热电材料。利用有机分子与无机材料之间较大的原子/晶格振动差异,降低声子导热;通过调节纳米结的结构特性、含量及分布,提高纳米结界面热阻;利用有机分子和无机半导体在电子结构上的本质差异,通过调节纳米结界面各组份的电子能带/能级结构的匹配性,提高赛贝克系数;从而最终制备出高转换效率的有机-无机纳米复合热电材料。从实验和理论两方面探索复合材料的交互作用、相容性和配比与热导及热电性能之间的关联规律,为设计合成此类高性能热电材料提供相关的实验和理论依据。
英文主题词Thermal conductivity;Nanocomposite;Zinc oxide;Thermoelectric materials;Conducting polymers