[发明专利]一种柔性有机无机复合热电薄膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种柔性有机无机复合热电薄膜，其特征在于，所述柔性有机无机复合热电薄膜包括：柔性有机基体，以及分散在所述柔性有机基体中Ta₄SiTe₄基晶须，所述Ta₄SiTe₄基晶须的化学组成为 (Ta_1-xMo_x)₄SiTe₄，0≤x≤0.1；所述Ta₄SiTe₄基晶须的含量为5wt%～80wt%；所述柔性有机无机复合热电薄膜的厚度为1～20μm；

所述Ta₄SiTe₄基晶须的直径为10～2000 nm，长度为1～1000μm，长径比为10～1000；

所述柔性有机基体的组分选自聚偏氟乙烯、噻吩基共轭聚合物、吡咯并吡咯基共轭聚合物、萘酰亚胺基共轭聚合物和苝酰亚胺基共轭聚合物中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的柔性有机无机复合热电薄膜，其特征在于，所述Ta₄SiTe₄基晶须的含量为35～55wt%。

3.根据权利要求1所述的柔性有机无机复合热电薄膜，其特征在于，所述柔性有机无机复合热电薄膜的厚度为1～10μm。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的柔性有机无机复合热电薄膜，其特征在于，所述柔性有机无机复合热电薄膜在室温下的功率因子为100～2000 μWm^-1K^-2，Seebeck系数为-300～-200μVK^-1，电导率为5～500 Scm^-1。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的柔性有机无机复合热电薄膜，其特征在于，所述柔性有机无机复合热电薄膜在曲率半径＜5mm且弯曲次数100次以上弯曲循环测试下的相对电阻变化＜10%。

6.一种如权利要求1-5中任一项所述的柔性有机无机复合热电薄膜的制备方法，其特征在于，包括：

（1）配制含有Ta₄SiTe₄基晶须的悬浊液和柔性有机基体溶液并混合，得到混合溶液；

（2）将所得混合溶液涂覆在衬底表面，在100℃～200℃下加热处理直至烘干，得到所述柔性有机无机复合热电薄膜。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述Ta₄SiTe₄基晶须的制备方法包括：

（1）按化学组成称取Ta粉、Mo粉、Si粉和Te粉，加入TeCl₄作为输运剂，真空封装在石英管中；

（2）然后先在500℃～800℃保温24小时～36小时，再于1000℃～1300℃下保温10小时～100小时，炉冷后得到所述Ta₄SiTe₄基晶须。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述TeCl₄在石英管内的浓度为1g/L～100g/L。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述含有Ta₄SiTe₄基晶须的悬浊液的浓度为1g/L～10g/L；所述柔性有机基体溶液的浓度为1g/L～50g/L。

10.一种权利要求1-5中任一项所述的柔性有机无机复合热电薄膜制备的柔性热电发电模型。