在过去的十年里，基于纳米碳（如碳纳米管和石墨烯）的高性能p型柔性有机-无机热电（TE）复合材料的开发取得了前所未有的成功，但由于碳纳米管和石墨烯通常表现出p型行为，n型热电复合材料的研究进展相对滞后。

基于此，中科院上硅所史迅研究员，Pengfei Qiu报道了除了碳纳米管和石墨烯之外，利用半导体石墨二炔（GDY）制备了一种高性能的n型有机-无机柔性TE复合材料，并进行了原理验证研究。

文章要点

1）基于GDY与准一维半导体Ta₄SiTe₄的化学相互作用，我们成功地制备了n型Ta₄SiTe₄/聚偏氟乙烯(PVDF)/GDY复合薄膜。GDY均匀分布在复合材料内部，作为Ta₄SiTe₄晶须之间的桥梁，显著提高了导电性。

2）Ta₄SiTe₄/PVDF/GDY复合薄膜结合了良好保持的大Seebeck系数和低导热系数，在300 K时ZT达到0.2的最大值，是有机-无机柔性TE复合材料中的最高值之一。此外，由n型Ta₄SiTe₄/PVDF/GDY支腿和p型PEDOT：PSS/CNT支腿组成的原型温差电模块在已报道的包括n型和p型支腿在内的有机柔性材料柔性TE模块中显示出最高的归一化最大功率密度。

在本研究的基础上，GDY的应用还可以扩展到其他高性能柔性有机-无机TE复合材料的制备。

参考文献

Sanyin Qu, et al, High-performance n-type Ta₄SiTe₄/polyvinylidene fluoride （PVDF）/graphdiyne organic-inorganic flexible thermoelectric composites, Energy Environ. Sci., 2021

DOI: 10.1039/D1EE02552J

https://doi.org/10.1039/D1EE02552J