可穿戴无机半导体（ISCs）基热电（TE）器件，特别是纤维基热电纺织品（TETs），与基于大块ISCs的TE发电机（TEGs）相比，在发电和固态冷却方面显示出巨大希望。然而，使用具有脆性和机械不稳定性的ISCs来生产用于编织TETs的热电纤维仍具有极大挑战性。

近日，东华大学Kun Zhang，中科院物理研究所Guodong Li报道了一种大规模生产基于ISCs的分段分级三元同轴TE串的策略，用于通过纺织机半自动制造高度机械稳定、可拉伸、透气和可清洗的机织TE串。

文章要点

1）TETs表现出良好的可拉伸性（100%伸长率）、柔韧性（弯曲半径为2 mm）、可洗涤性（>20次洗涤循环）和在25 K温差下0.58 W/m²的输出功率密度（在T=80 K时预测的功率密度为6.06 W/m²）。

2）借助于有限元分析，研究人员阐明了TET优异的机械和热电性能的织物结构意义，其在～8 ℃的环境温度下达到～0.28 V的输出电压。在实际应用中，通过将它佩戴在具有约16 K的自建温度梯度的身体手臂上，可以为用于监测环境、人体生命信号和活动的身体电子设备持续供电。此外，TET可以在空气（T_ambient约为26 °C，相对湿度～60%）中稳定实现3.1 K的固态冷却。

这项工作为设计耐用、可拉伸和可清洗的基于ISC的TETs走向真正的身体应用铺平了道路。

参考文献

Yuanyuan Zheng, et al, Durable, stretchable and washable inorganic-based woven thermoelectric textiles for power generation and solid-state cooling, Energy Environ. Sci., 2022

DOI: 10.1039/D1EE03633E

https://doi.org/10.1039/D1EE03633E