沈紫嫣，范武升，刘方诚，张 奇，刘 锋，朱铁军，赵新兵

(1.浙江大学材料科学与工程学院，硅材料国家重点实验室，浙江杭州 310027;2.上海华为技术有限公司，上海 201206)

1 前 言

通信技术的迅速发展使物联网(Io T)的概念引起了人们的广泛关注。在物联网技术和微电子器件的基础上，电子产品可以在很小的尺度上实现大量信息的整合与分析。由此，用于个人健康检测的可穿戴设备应运而生[1-3]。利用人体自身能量发电是可穿戴设备最近研究的主题。温差发电器件因其结构简单、可靠性高、易于维护、相对独立稳定且无污染排放，可产生持续稳定的电能等优点，有望为电子设备提供免维护且能源自给的电源[1，4-8]。

目前，已有研究的可穿戴温差发电器件主要有两种类型，一类是采用聚合物等柔性热电材料制备的器件。受制于聚合物基热电材料的低z T 值，这类温差发电器件的单位面积输出功率在0.1μW/cm2数量级甚至更低[9-11]。另一类是采用柔性填充物或柔性电极连接刚性无机热电材料制备的柔性温差发电器件。得益于无极热电材料较高的热电性能，这类柔性器件的输出功率一般高于基于柔性聚合物热电材料的器件。据相关文献报道，这类温差发电器件的输出功率密度在0.1～2.3μW/cm2范围[12-20]。限制这类器件性能的原因很多，例如Suarez等[14]报道的一种以使用状态下呈液体的Ga-In共晶合金(熔点15.3 ℃)为电极，聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)为包裹填充物的柔性温差发电器件，由于液态Ga-In合金的电阻和包覆材料PDMS的热阻都较大，器件的输出功率密度仅约为0.37μW/cm2。……