柔性「体温发电机」

先来了解一下何谓「热电技术」。

在两种金属构成的回路中，如果金属结点处温度不同，处在较温暖区域的电子受热移动至较冷的区域，该回路就会产生一个电势差（电压），在连接它们的导线上产生电流。

简而言之，这项技术就是利用热电装置的温度差产生电压。

雷锋网此前曾介绍，由于电流较弱，热电技术通常只能为能量需求不大的设备供电，而可穿戴设备基本部件的功耗一般在 100nW（纳瓦）到 10mW（毫瓦）之间（如下图所示），基于此，将这项技术应用于可穿戴设备和人体植入装置将是绝佳的选择。

在研究人员看来，「热电发电机」（Thermoelectric generators，以下简称 TEG）为可穿戴电子设备供能在未来将是一项很有前景的应用。

TEG 将是传统电池的一个很好的替代，原因在于其独特的特性，比如无工作流体、无运动部件、操作过程安静、可靠、便携等等。

正如研究人员所言：

TEG 可以收集体温这样的分散式低品质热量，使之转化为电能。

但值得关注的是，传统的刚性 TEG 难以兼容可穿戴产品，因此研究人员的目标便是设计一种柔性 TEG（flexible TEG，即 FTEG）。

实时为 LED 灯供电

材料方面，研究人员设计的 FTEG 包括 p 型碲化锑（Sb2Te3）和 n 型铋化镁（Mg3Bi2），以及多孔聚氨酯（PU）基体和柔性印刷电路板（FPCB）电极。

雷锋网注意到，n 型 Mg3Bi2 基材料被学术界认为是近室温应用的优质材料。另外据《中国科学报》报道：

市面上的 TEG 在很大程度上依赖于稀有金属碲，而新设计用镁基材料部分取代了碲基材料，这可以降低大规模生产的成本。

下图展示的是材料的电阻率（ρ）、塞贝克系数（S，即半导体材料的温差电动热）、功率因数（PF ）、热导率（κ）和 ZT（品质因数）值。