基于聚酰亚胺薄膜的柔性Cu-Ni热电堆的制备与性能

基于塞贝克原理,在聚酰亚胺薄膜上采用溅射、光刻和剥离工艺制成由78对Cu-Ni热电偶组成的闭合回路热电堆,可满足人体穿戴设备对灵活性与集成性的要求。进一步将热电堆使用波形模具成型为波浪形,成型后在上下表面分别覆盖石墨层。热电堆长66 mm,宽38 mm,高2.5 mm。测试时上表面与空气接触用于散热,下表面与人体皮肤接触用于吸热。在人体手腕处佩戴,规律性上下摆动,测得周期性输出电压最大值为1.74 mV。将波浪形柔性Cu-Ni热电堆以不同的曲率半径弯折并进行测试,结果表明:柔性Cu-Ni热电堆平展时输出电压随温差变化最大,为15.7 mV/K,约为理论输出电压的75%。Cu-Ni热电堆灵活性强,灵敏度高,可实际应用于柔性可穿戴设备。