目前，为了实现脱碳社会，迫切需要利用可再生和以前未使用的能源。在这些能源中，利用废热的热电装置的研究越来越受到关注。通常，利用塞贝克效应的热电发电装置在 100°C 或更高的高温区域与寒冷区域结合使用，即在温度梯度条件下使用，因此限制了这些装置的安装位置。

近日，九州大学Chihaya Adachi，Masayuki Yahiro提出了一种具有新发电机制的有机热电装置，该装置在室温下无需温度梯度即可提取小规模热能（即几十毫电子伏）。

文章要点

1）研究人员展示了一种基于有机热电发电架构的新操作机制，该架构利用由铜（II）酞菁和铜（II）1,2,3,4,8,9,10,11,15,16,17,18,22,23,24,25-十六氟29H,31H-酞菁组成的有机电荷转移（CT）界面的电荷分离能力，分别作为供体和受体。

2）通过优化的器件架构，获得了开路电压V_OC为384 mV、短路电流密度JSC为1.1 μA/cm²、最大输出P_max为94 nW/cm²的值。热电性质的温度特性显示出约20～60 meV的活化能值，证实了低能级热能对发电机制的贡献。此外，通过使用开尔文探针进行表面电位分析，研究人员确认在CT界面处产生电荷，并且电子和空穴借助相邻层之间的费米能级排列扩散到对电极。

参考文献

Kondo, S., Kameyama, M., Imaoka, K. et al. Organic thermoelectric device utilizing charge transfer interface as the charge generation by harvesting thermal energy. Nat Commun 15, 8115 (2024).

DOI: 10.1038/s41467-024-52047-5

https://doi.org/10.1038/s41467-024-52047-5