厚度為10nm,二維半導(dǎo)體晶體層4的材質(zhì)為MoS2。
[0034]在實(shí)際制備過(guò)程中,在柔性襯底I先淀積一層二氧化硅介質(zhì)層,以增加石墨烯與柔性襯底I之間的粘附性;石墨烯層3通過(guò)氣相沉積法(CVD)直接生長(zhǎng)二氧化硅介質(zhì)層上,其中,石墨烯層3中的石墨烯為單層石墨烯;隨后,在石墨烯層3上直接采用氣相沉積法生長(zhǎng)一層二維半導(dǎo)體晶體層4 ;最后,通過(guò)磁控濺射方法分別在石墨烯層3的一端、二維半導(dǎo)體晶體層4的一端淀積一層金屬隔膜,然后通過(guò)剝離工藝,制成第一金屬電極5及第二金屬電極6。
[0035]本實(shí)施例中,第一金屬電極5與第二金屬電極6的厚度均為200nm,材質(zhì)均為鈦。
[0036]實(shí)施例2:
[0037]本實(shí)施例中,柔性襯底I的材質(zhì)為聚萘二甲酸乙二醇酯,介質(zhì)層2為二氧化硅介質(zhì)層,該二氧化硅介質(zhì)層的厚度為80nm ;石墨烯層3的厚度為15nm,并且二維半導(dǎo)體晶體層4的厚度為50nm,二維半導(dǎo)體晶體層4的材質(zhì)為MoSe2。
[0038]制備時(shí),通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械剝離工藝獲得石墨烯層3,再轉(zhuǎn)移至二氧化硅介質(zhì)層上,石墨烯層3中的石墨烯為多層石墨烯,隨后,采用機(jī)械剝離法制備二維半導(dǎo)體晶體層4,通過(guò)轉(zhuǎn)移技術(shù)轉(zhuǎn)移至石墨稀層3上,最后,通過(guò)電子束蒸發(fā)法分別在石墨稀層3的一端、二維半導(dǎo)體晶體層4的一端淀積一層金屬隔膜,然后通過(guò)剝離工藝,制成第一金屬電極5及第二金屬電極6。
[0039]本實(shí)施例中,第一金屬電極5與第二金屬電極6的厚度均為lOOnm,材質(zhì)均為鋁。其余同實(shí)施例1。
[0040]實(shí)施例3:
[0041]本實(shí)施例中,柔性襯底I的材質(zhì)為聚酰亞胺,介質(zhì)層2為二氧化硅介質(zhì)層,該二氧化硅介質(zhì)層的厚度為60nm ;石墨烯層3的厚度為16nm,并且二維半導(dǎo)體晶體層4的厚度為32nm,二維半導(dǎo)體晶體層4的材質(zhì)為WS2。
[0042]制備時(shí),通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械剝離工藝獲得石墨烯層3,再轉(zhuǎn)移至二氧化硅介質(zhì)層上,石墨烯層3中的石墨烯為多層石墨烯,隨后,采用化學(xué)液相合成法制備二維半導(dǎo)體晶體層4,通過(guò)轉(zhuǎn)移技術(shù)轉(zhuǎn)移至石墨稀層3上,最后,通過(guò)熱蒸發(fā)方法分別在石墨稀層3的一端、二維半導(dǎo)體晶體層4的一端淀積一層金屬隔膜,然后通過(guò)剝離工藝,制成第一金屬電極5及第二金屬電極6。
[0043]本實(shí)施例中,第一金屬電極5與第二金屬電極6的厚度均為80nm,材質(zhì)均為銀。其余同實(shí)施例1。
[0044]實(shí)施例4:
[0045]本實(shí)施例中,柔性襯底I的材質(zhì)為金屬箔片,介質(zhì)層2為二氧化娃介質(zhì)層,該二氧化硅介質(zhì)層的厚度為30nm ;石墨烯層3的厚度為12nm,并且二維半導(dǎo)體晶體層4的厚度為6nm,二維半導(dǎo)體晶體層4的材質(zhì)為WSe2。
[0046]制備時(shí),通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械剝離工藝獲得石墨烯層3,再轉(zhuǎn)移至二氧化硅介質(zhì)層上,石墨烯層3中的石墨烯為多層石墨烯,隨后,采用氣相沉積法制備二維半導(dǎo)體晶體層4,通過(guò)轉(zhuǎn)移技術(shù)轉(zhuǎn)移至石墨稀層3上,最后,通過(guò)磁控派射方法分別在石墨稀層3的一端、二維半導(dǎo)體晶體層4的一端淀積一層金屬隔膜,然后通過(guò)剝離工藝,制成第一金屬電極5及第二金屬電極6。
[0047]本實(shí)施例中,第一金屬電極5與第二金屬電極6的厚度均為50nm,材質(zhì)均為銷。其余同實(shí)施例1。
[0048]實(shí)施例5:
[0049]本實(shí)施例中,柔性襯底I的材質(zhì)為超薄玻璃,該超薄玻璃的厚度為10 μ m,介質(zhì)層2為二氧化娃介質(zhì)層,該二氧化娃介質(zhì)層的厚度為1nm ;石墨稀層3的厚度為10nm,并且二維半導(dǎo)體晶體層4的厚度為lnm,二維半導(dǎo)體晶體層4的材質(zhì)為TiS2。
[0050]本實(shí)施例中,第一金屬電極5與第二金屬電極6的厚度均為10nm,材質(zhì)均為金。其余同實(shí)施例1。
[0051]實(shí)施例6:
[0052]本實(shí)施例中,柔性襯底I的材質(zhì)為超薄玻璃,該超薄玻璃的厚度為6 μ m,介質(zhì)層2為二氧化娃介質(zhì)層,該二氧化娃介質(zhì)層的厚度為15nm ;石墨稀層3的厚度為15nm,并且二維半導(dǎo)體晶體層4的厚度為10nm,二維半導(dǎo)體晶體層4的材質(zhì)為VSe2。
[0053]本實(shí)施例中,第一金屬電極5與第二金屬電極6的厚度均為20nm,材質(zhì)均為金。其余同實(shí)施例1。
[0054]以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并非對(duì)本發(fā)明做任何形式的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)例揭露如上,然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi),當(dāng)可利用上述所述的方法及技術(shù)內(nèi)容做出些許的更改或修飾為等同變化的等效實(shí)施例,但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)發(fā)案的內(nèi)容,依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾,仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可彎曲折疊的異質(zhì)柔性熱電轉(zhuǎn)換器件,其特征在于,該異質(zhì)柔性熱電轉(zhuǎn)換器件包括柔性襯底、依次生長(zhǎng)在柔性襯底上的介質(zhì)層及異質(zhì)結(jié)構(gòu),所述的異質(zhì)結(jié)構(gòu)包括由下向上交疊設(shè)置的石墨烯層及二維半導(dǎo)體晶體層,所述的石墨烯層一端生長(zhǎng)第一金屬電極,所述的二維半導(dǎo)體晶體層一端生長(zhǎng)第二金屬電極,并且所述的第一金屬電極與第二金屬電極之間相互隔離; 工作時(shí),在外界熱源的輻射下,所述的石墨烯層與二維半導(dǎo)體晶體層的交疊區(qū)域產(chǎn)生溫度梯度,引起塞貝克效應(yīng),產(chǎn)生開路電壓,并進(jìn)行熱電轉(zhuǎn)換。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可彎曲折疊的異質(zhì)柔性熱電轉(zhuǎn)換器件,其特征在于,所述的柔性襯底的材質(zhì)為超薄玻璃、高分子聚合物或金屬箔片中的一種。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可彎曲折疊的異質(zhì)柔性熱電轉(zhuǎn)換器件,其特征在于,所述的超薄玻璃的厚度為1um以內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可彎曲折疊的異質(zhì)柔性熱電轉(zhuǎn)換器件,其特征在于,所述的高分子聚合物為聚酰亞胺、聚萘二甲酸乙二醇酯或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯中的一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可彎曲折疊的異質(zhì)柔性熱電轉(zhuǎn)換器件,其特征在于,所述的介質(zhì)層為二氧化娃介質(zhì)層,該二氧化娃介質(zhì)層的厚度為10-100nm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可彎曲折疊的異質(zhì)柔性熱電轉(zhuǎn)換器件,其特征在于,所述的石墨烯層與二維半導(dǎo)體晶體層垂直交疊設(shè)置。7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種可彎曲折疊的異質(zhì)柔性熱電轉(zhuǎn)換器件,其特征在于,所述的石墨烯層的厚度為10-20nm,并且所述的二維半導(dǎo)體晶體層的厚度為l_50nm。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種可彎曲折疊的異質(zhì)柔性熱電轉(zhuǎn)換器件,其特征在于,所述的二維半導(dǎo)體晶體層的材質(zhì)為過(guò)渡金屬二硫?qū)倩衔?,該過(guò)渡金屬二硫?qū)倩衔锇∕oS2' MoSe2, WS2、WSe2、TiS2^ VSe 2中的一種。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可彎曲折疊的異質(zhì)柔性熱電轉(zhuǎn)換器件,其特征在于,所述的第一金屬電極的厚度為10-200nm,并且所述的第一金屬電極的材質(zhì)包括金、銀、鋁或鈦中的一種。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可彎曲折疊的異質(zhì)柔性熱電轉(zhuǎn)換器件,其特征在于,所述的第二金屬電極的厚度為10-200nm,并且所述的第二金屬電極的材質(zhì)包括金、銀、鋁或鈦中的一種。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可彎曲折疊的異質(zhì)柔性熱電轉(zhuǎn)換器件,該異質(zhì)柔性熱電轉(zhuǎn)換器件包括柔性襯底、依次生長(zhǎng)在柔性襯底上的介質(zhì)層及異質(zhì)結(jié)構(gòu),該異質(zhì)結(jié)構(gòu)包括由下向上交疊設(shè)置的石墨烯層及二維半導(dǎo)體晶體層,石墨烯層一端生長(zhǎng)第一金屬電極,二維半導(dǎo)體晶體層一端生長(zhǎng)第二金屬電極,并且第一金屬電極與第二金屬電極之間相互隔離;工作時(shí),在外界熱源的輻射下,石墨烯層與二維半導(dǎo)體晶體層的交疊區(qū)域產(chǎn)生溫度梯度,引起塞貝克效應(yīng),產(chǎn)生開路電壓,并進(jìn)行熱電轉(zhuǎn)換。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊,可彎曲折疊,具有超高的塞貝克系數(shù)及熱電價(jià)值,能應(yīng)用于可穿戴設(shè)備及其它柔性電子應(yīng)用領(lǐng)域,具有廣泛應(yīng)用前景。
【IPC分類】H01L35/32
【公開號(hào)】CN104934526
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510319637
【發(fā)明人】湯乃云
【申請(qǐng)人】上海電力學(xué)院
【公開日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年6月11日