熱電裝置是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，其利用由材料的兩端之間的溫差產(chǎn)生的電壓。它能夠?qū)崮?例如來自工業(yè)場所的廢熱)轉(zhuǎn)化為可在日常生活中使用的電能?，F(xiàn)有的熱電裝置是剛性的，因?yàn)樗鼈冇苫谟步饘俚碾姌O和半導(dǎo)體組成，阻礙了熱源從不平坦表面的充分吸收。因此，研究人員對柔性熱電裝置的開發(fā)進(jìn)行了最新研究，該裝置能夠與人體皮膚和熱水管等熱源緊密接觸來產(chǎn)生能量。

韓國科學(xué)技術(shù)研究院(KIST)宣布，由軟混合材料研究中心的Seungjun Chung博士和首爾國立大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程系(SNU，OH總裁)的Yongtaek Hong教授領(lǐng)導(dǎo)的協(xié)作研究團(tuán)隊(duì)Se-Jung)通過最大限度地提高靈活性和熱傳遞效率，開發(fā)了具有高發(fā)電性能的柔性熱電設(shè)備。研究團(tuán)隊(duì)還通過包括印刷過程在內(nèi)的自動(dòng)化過程提出了批量生產(chǎn)計(jì)劃。

用于柔性熱電裝置研究的現(xiàn)有基板的熱能傳遞效率低，因?yàn)樗鼈兊膶?dǎo)熱系數(shù)非常低。由于缺乏柔韌性，它們的吸熱效率也很低，當(dāng)與熱源接觸時(shí)形成熱屏蔽層，例如空氣。為了解決該問題，已經(jīng)開發(fā)了具有高柔性的基于有機(jī)材料的熱電器件，但是由于其性能與現(xiàn)有的基于無機(jī)材料的剛性熱電器件相比明顯較低，因此將它們應(yīng)用于可穿戴設(shè)備并不容易。

該研究團(tuán)隊(duì)通過將基于無機(jī)材料的高性能熱電器件連接到由銀納米線組成的可拉伸基板上，提高了靈活性，同時(shí)降低了熱電器件的電阻。所開發(fā)的熱電裝置顯示出優(yōu)異的柔韌性，從而即使在彎曲或拉伸時(shí)也能穩(wěn)定運(yùn)行。另外，將具有高導(dǎo)熱率的金屬顆粒插入可拉伸基板的內(nèi)部，以將傳熱能力提高800%(1.4 W / mK)，并將發(fā)電量提高三倍以上。(當(dāng)溫度差為40 K以上的開發(fā)熱電裝置的兩端之間，7毫瓦/厘米2產(chǎn)生的電力。當(dāng)連接到人的皮膚，7μW/厘米2 同時(shí)，研究人員使整個(gè)復(fù)雜過程自動(dòng)化，從軟平臺過程到熱電設(shè)備的開發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的批量生產(chǎn)。