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星空体育网址NSR 有机自由基光热共晶:助力太阳能热电增强与信息转换发布日期:2025-04-22 浏览次数:

  太阳能热电发电机通过光热转换直接发电,在可穿戴电子等领域展现出重要潜力。为提升性能,研究聚焦于高性能热电材料开发、器件结构优化及高效光热材料设计。光热材料通过选择性吸光与热局域化增强热电器件两端的温差。然而,在始终保持温差稳定的条件下同时规模化制造仍是挑战。

  有机电荷转移共晶由电子给体与受体自组装而成,其光电性质可通过分子设计与堆积调控显著优化。CT作用诱导的电子离域可形成窄带隙的共晶,拓展吸收至近红外区并增强非辐射衰变,从而提升光热转化效率。开壳层自由基因半填充π轨道特性,可作为新型受体与给体组分形成CT体系,促进光吸收与激子非辐射弛豫。然而,目前基于自由基的CT共晶体制备与性能调控研究仍处于起步阶段,其分子设计、稳定性及规模化合成亟待突破。

星空体育网址NSR 有机自由基光热共晶:助力太阳能热电增强与信息转换

  针对这一问题,本文提出一种基于开壳自由基电子受体的有机电荷转移(CT)共晶低维结构材料,所制备的自由基共晶具有67.2%的高光热转换效率。星空体育注册并进一步与热电模块结合,为热电器件提供了理想温差实现高效输出,并成功应用于远距离的信息转换,为太阳能热电收集与信息转换提供了简便高效的新策略。相关研究发表于《国家科学评论》(National Science Review, NSR),南京大学博士生卓胜为论文第一作者,南昌大学陈伟凡教授、苏州大学卓明鹏副教授和南京大学郑庆东教授为共同通讯作者。

  进一步,将有机自由基共晶与热电模块集成(CBC-TEG),显著提升了其热电性能。星空体育注册与纯热电模块相比,2倍太阳辐照下CBC-TEG的输出电压达209 mV(提升375%),且循环稳定性优异。该器件兼具近红外光响应特性,可通过光强调控实现非接触式信息编码(如莫尔斯电码),为可穿戴电子与远程通信提供了高效、稳定的光热电转换平台。

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