可穿戴柔性热电元器件的设计与制造工艺探索开题报告

近年来，智能穿戴式电子设备得到了广泛关注，常见的穿戴式电子设备包括智能手环、腕表、3D眼镜等^[1]。穿戴式电子设备的长期正常工作一般需要可靠、稳定、持久的电源，当前主要采用锂电池作为电源。然而，在整体空间有限的情况下，微小型锂电池有限的电量往往不能满足穿戴式电予设备持久供电的需求，为了延长穿戴式电子设备的供电时间，除了改进锂电池技术，还需要探索开发出一种新型高效的微型发电设备^[2]。

热电器件能实现热能与电能的相互转换。热电器件可以收集人体热能发电，理论上可为穿戴式电子设备提供永久电源。而且热电器件具有体积小、控温精确、响应速度快、使用寿命长、工作安静、不产生任何气态或液态污染物、对人体安全等优点^[3，4]。在实际应用中，热电发电器件完全可以满足一些小功率电子设备在供电方面的要求^[5]。目前，美国Matrix Industries公司已经研发出了一款基于热电驱动的Powerwatch手表^[6]，并于2017年11月发售。

Bi₂Te₃基热电材料是室温条件下性能最优的热电材料^[7]，块体Bi₂Te₃基商业热电器件已有一定规模的应用。目前，大多数传统的热电器件包含两个硬质基底，仅能应用在平整表面导致其应用范围受到了极大的限制。相比之下，柔性热电器件的实用化程度更高，应用范围更广。同样地，热电器件的功率器件与特征尺寸成反比^[8]。总的来说，热电器件是朝着一个微型化、柔性化和材料薄膜化的方向发展。