碳纳米管薄膜热电发电机设计及耦合分析

来源期刊：功能材料2012年第17期

论文作者：卢江雷 王广龙 孙连峰 高凤岐 余芳 王钢 王红培

文章页码：2304 - 4618

关键词：碳纳米管薄膜;热电发电机;热电耦合;有限元;热气流;

摘    要：为解决微小型器件电源体积大、质量重、集成难等问题,利用碳纳米管薄膜材料的热电特性,设计了一种新型的薄膜式热电发电机,可将热气流直接转化为电能。建立了薄膜热电发电机物理模型,研究了热电发电理论和控制方程,对碳纳米管薄膜热电发电单元进行有限元仿真,分析了输出电压和输出功率的变化规律。提出了减小内阻的方法,为改进碳纳米管薄膜热电发电实验模型提供理论依据。利用浮动催化化学气相沉积法制备了导电性较好的透明碳纳米管薄膜,其热电特性与仿真结果一致。碳纳米管薄膜柔韧性较好,将多个发电单元串联连接,构建圆柱体、截顶圆锥体等多种薄膜式热电发电机结构,易与微光机电系统集成,具有广阔的应用前景和实用价值。