CN110218351A - 一种具有光栅结构的热电薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开涉及具有光栅结构的热电薄膜及其制备方法，本发明公开的具有光栅结构的热电薄膜制备方法包括以下步骤：S1、制作具有光栅结构的柔性基底，所述柔性基底表面具有光栅槽；S2、将碳纳米管与聚(3,4‑乙烯二氧噻吩)‑聚苯乙烯磺酸溶液混合后得到混合溶液；S3、将所述步骤S2中得到的所述混合溶液加入所述步骤S1中的所述光栅槽内并干燥，获得可拉伸的复合薄膜；S4、将所述步骤S3得到的所述复合薄膜进行热拉伸，获得热电薄膜。本发明所述制备方法采用热拉伸使获得的所述热电薄膜电导率和塞贝克系数去耦，使所述热电薄膜的电导率和塞贝克系数同时提高，获得了具有高性能的热电薄膜。

Description

一种具有光栅结构的热电薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及热电材料技术领域，特别涉及一种具有光栅结构的热电薄膜及其制备方法。
背景技术
聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸因其商业实用性、溶液的可加工性、高导电性和良好的热稳定性，是一种很有前途的热电材料。
如制备纯的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸薄膜，则它的塞贝克系数一般，热导率较低，是由于聚苯乙烯磺酸对载流子的阻碍作用导致其电导率较低，因此如何提高聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸的塞贝克系数与电导率是亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的主要目的是提供一种具有光栅结构的热电薄膜及其制备方法，以获得高性能的热电薄膜材料，采用的技术方案为：
一种具有光栅结构的热电薄膜制备方法，包括以下步骤：
S1、制作具有光栅结构的柔性基底，即所述柔性基底表面具有光栅槽；
S2、将碳纳米管与聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸溶液混合后得到混合溶液；
S3、将所述步骤S2中得到的所述混合溶液加入所述步骤S1中的所述光栅槽内并干燥，获得可拉伸的复合薄膜；
S4、将所述步骤S3得到的所述复合薄膜进行热拉伸，获得热电薄膜。
优选地，所述柔性基底为PDMS基底。
采用上述方案的有益效果为：所述PDMS基底具有优异的延展性，利于拉伸。
优选地，步骤S1中所述具有光栅结构的基底的制作方法为：将二甲基硅氧烷与交联剂混合并搅拌均匀后涂到光栅模具上，干燥后倒模，获得具有光栅结构的PDMS基底。
所述PDMS基底的具体制作方法为：将二甲基硅氧烷与交联剂混合并搅拌均匀后，抽真空去除气泡后滴涂或旋涂到光栅模具上，干燥并倒模后得到具有光栅结构的PDMS基底。
优选地，将所述步骤S1中获得的所述PDMS基底进行氧等离子体表面处理。
采用上述方案的有益效果为：氧等离子体表面处理后的所述PDMS基底增加了其与所述混合溶液的界面亲润性。
优选地，将所述步骤S3中获得所述复合薄膜浸泡在极性有机溶剂中后干燥，再利用去离子水冲洗后干燥。
其具体方法为：将步骤S3中获得所述复合薄膜浸泡在极性有机溶剂中后干燥，并利用去离子水清洗三遍后再次干燥。
采用上述方案的有益效果为：所述复合薄膜在极性有机溶剂中浸泡时可溶解所述复合薄膜表面未与聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合的聚苯乙烯磺酸，使得所述复合薄膜分子链有序度提高、导电聚合物之间的距离缩短，从而提高复合薄膜的电导率和塞贝克系数。
优选地，所述极性有机溶剂为甲醇或N，N-二甲基甲酰胺。
采用上述方案的有益效果为：聚苯乙烯磺酸在上述溶剂中的溶解度大，有利于提高所述复合薄膜的电导率和塞贝克系数。
优选地，所述步骤S4中的所述复合薄膜热拉伸长度为其总长度的0-10％。
优选地，所述步骤S4中所述复合薄膜热拉伸时的环境温度为50-80℃。
基于上述制备方法制成的热电薄膜的有益效果在于：所述柔性基底具有光栅结构，使所述热电薄膜具有周期性的界面费米能级差，提高了所述热电薄膜塞贝克系数；所述混合溶液在所述光栅槽内成膜，所述光栅槽的沟槽限域效应使碳纳米管有序排列，优化所述热电薄膜的微结构，有利于促进载流子传输，从而提高所述热电薄膜的电导率；通过热拉伸所述复合薄膜使所述复合薄膜的高分子链以及碳纳米管有序排列，有利于提高所述热电薄膜的载流子迁移率，从而提高所述热电薄膜的电导率；低维碳纳米管的能量过滤效应促进了电导率和塞贝克系数的同时提高。
本发明所述制备方法利用热拉伸使所述复合薄膜的电导率和塞贝克系数去耦，使获得的所述热电薄膜的电导率和塞贝克系数同时提高，获得了具有高性能的热电薄膜。
本发明所述制备方法工艺简单，原料来源广泛，价格低廉，易于批量制造。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供的热电薄膜制备方法具体包括以下步骤：
S1、制作具有光栅结构的柔性基底，制作后的所述柔性基底上表面具有光栅槽；
S2、将碳纳米管与聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸溶液混合后得到混合溶液；
S3、将所述步骤S2中得到的所述混合溶液加入所述步骤S1中的所述光栅槽内并干燥，获得可拉伸的复合薄膜；
S4、将所述步骤S3得到的所述复合薄膜进行热拉伸，获得热电薄膜。
本发明中，所述聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸溶液为购自中国台湾Nichem公司的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸水溶液，该聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸水溶液牌号为PH1000，密度约为1g/mL，固含量约为1％。
所述碳纳米管选用DMF作为分散液、碳纳米管浓度为0.5mg/mL的碳纳米管分散溶液，其优点在于碳纳米管分散均匀，便于定量提取。
在所述步骤S2中，所述碳纳米管与聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸溶液混合后在常温常压下搅拌24-48h，以获得搅拌均匀的所述混合溶液。
本发明中，所述柔性基底采用的是PDMS基底，所述PDMS基底采用道康宁184硅橡胶制成，道康宁184硅橡胶的A组分为以二甲基硅氧烷为主的黏稠液，B组分为交联剂，其具体制作方法为：按质量比为10:1取道康宁184 硅橡胶的A组分与B组分混合后搅拌均匀，并抽真空45-60min去除气泡后旋涂到光栅模具上，100℃温度下干燥4-6小时后倒模，获得具有光栅结构的 PDMS基底。
本发明中采用的光栅模具有两种：第一种光栅模具的尺寸为2cm*2cm，光栅周期为1μm，槽深5um，线宽：槽宽＝1:1，即线宽500nm，槽宽500nm；第二种光栅模具的尺寸为2cm*2cm，光栅周期为0.6μm，槽深5um，线宽：槽宽＝1:1，即线宽300nm，槽宽300nm。
基于上述制备方法，提出本发明的实施例和对比例如下：
对比例1
S1、取1g的二甲基硅氧烷为主的黏稠液和0.1g的交联剂相互混合均匀后，干燥4h，获得PDMS基底，再将获得的PDMS基底进行氧等离子体处理。
S2、取5mL碳纳米管浓度为0.5mg/mL的碳纳米管溶液并烘干，获得2.5mg 的碳纳米管，取500μL的所述聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸溶液与所述碳纳米管混合并搅拌均匀后获得混合溶液；
S3、在所述步骤S1和所述步骤S2的基础上，将所述步骤S2获得的所述混合溶液滴涂到所述PDMS基底上，在50℃下干燥4h后得到复合薄膜；
S4、在步骤S3的基础上，将所述复合薄膜在50℃的温度场下进行热拉伸，获得热电薄膜，且所述热电薄膜热拉伸的拉伸长度为所述复合薄膜总长度的 4％。
实施例1
S1、取1g的二甲基硅氧烷为主的黏稠液和0.1g的交联剂相互混合均匀，抽真空45min去除气泡后滴涂到光栅周期为1μm的光栅模具上，在温度100℃下干燥4h，获得具有光栅结构的PDMS基底，再将获得的PDMS基底进行氧等离子体处理。
S2、取5mL碳纳米管浓度为0.5mg/mL的碳纳米管溶液并烘干，获得2.5mg 的碳纳米管，取500μL的所述聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸溶液与所述碳纳米管混合并搅拌均匀后获得混合溶液；
S3、在所述步骤S1和所述步骤S2的基础上，将所述步骤S2获得的所述混合溶液滴涂到所述PDMS基底的光栅槽内，在50℃下干燥4h后得到复合薄膜，其中复合薄膜上的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸/碳纳米管纤维长为2cm，宽度为500nm，厚度为10nm。
S4、在所述步骤S3的基础上，将所述复合薄膜在50℃的温度场下进行热拉伸，获得热电薄膜，且所述热电薄膜热拉伸的拉伸长度为所述复合薄膜总长度的4％。
实施例2
S1、取1g的二甲基硅氧烷为主的黏稠液和0.1g的交联剂相互混合均匀，抽真空45min去除气泡后滴涂到光栅周期为1μm的光栅模具上，在温度100℃下干燥4h，获得具有光栅结构的PDMS基底，再将获得的PDMS基底进行氧等离子体处理。
S2、取5mL碳纳米管浓度为0.5mg/mL的碳纳米管溶液并烘干，获得2.5mg 的碳纳米管，取500μL的所述聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸溶液与所述碳纳米管混合并搅拌均匀后获得混合溶液；
S3、在所述步骤S1和所述步骤S2的基础上，将所述步骤S2获得的所述混合溶液滴涂到所述PDMS基底的光栅槽内，在50℃下干燥4h后得到复合薄膜，其中复合薄膜上的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸/碳纳米管纤维长为2cm，宽度为500nm，厚度为10nm；再将复合薄膜浸泡在5mL的甲醇中并静置5min后干燥，再用去离子水冲洗三遍后干燥。
S4、在所述步骤S3的基础上，将所述复合薄膜在50℃的温度场下进行热拉伸，获得热电薄膜，且所述热电薄膜热拉伸的拉伸长度为所述复合薄膜总长度的4％。
对比例2
S1、取1g的二甲基硅氧烷为主的黏稠液和0.1g的交联剂相互混合均匀，抽真空45min去除气泡后滴涂到光栅周期为0.6μm的光栅模具上，在温度 100℃下干燥4h，获得具有光栅结构的PDMS基底，再将获得的PDMS基底进行氧等离子体处理。
S2、取5mL碳纳米管浓度为0.5mg/mL的碳纳米管溶液并烘干，获得2.5mg 的碳纳米管，取500μL的所述聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸水溶液与所述碳纳米管混合并搅拌均匀后获得混合溶液；
S3、在所述步骤S1和所述步骤S2的基础上，将所述步骤S2获得的所述混合溶液滴涂到所述PDMS基底的光栅槽内，在50℃下干燥4h后得到复合薄膜，其中复合薄膜上的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸/碳纳米管纤维长为2cm，宽度为300nm，厚度为10nm；再将复合薄膜浸泡在5mL的甲醇中并静置5min后干燥，再用去离子水冲洗三遍后干燥。
实施例3
S1、取1g的二甲基硅氧烷为主的黏稠液和0.1g的交联剂相互混合均匀，抽真空45min去除气泡后滴涂到光栅周期为0.6μm的光栅模具上，在温度 100℃下干燥4h，获得具有光栅结构的PDMS基底，再将获得的PDMS基底进行氧等离子体处理。
S2、取5mL碳纳米管浓度为0.5mg/mL的碳纳米管溶液并烘干，获得2.5mg 的碳纳米管，取500μL的所述聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸水溶液与所述碳纳米管混合并搅拌均匀后获得混合溶液；
S3、在所述步骤S1和所述步骤S2的基础上，将所述步骤S2获得的所述混合溶液滴涂到所述PDMS基底的光栅槽内，在50℃下干燥4h后得到复合薄膜，其中复合薄膜上的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸/碳纳米管纤维长为2cm，宽度为300nm，厚度为10nm；再将复合薄膜浸泡在5mL的甲醇中并静置5min后干燥，再用去离子水冲洗三遍后干燥。
S4、在所述步骤S3的基础上，将所述复合薄膜在50℃的温度场下进行热拉伸，获得热电薄膜，且所述热电薄膜热拉伸的拉伸长度为所述复合薄膜总长度的4％。
实施例4
S1、取1g的二甲基硅氧烷为主的黏稠液和0.1g的交联剂相互混合均匀，抽真空45min去除气泡后滴涂到光栅周期为0.6μm的光栅模具上，在温度 100℃下干燥4h，获得具有光栅结构的PDMS基底，再将获得的PDMS基底进行氧等离子体处理。
S2、取5mL碳纳米管浓度为0.5mg/mL的碳纳米管溶液并烘干，获得2.5mg 的碳纳米管，取500μL的所述聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸水溶液与所述碳纳米管混合并搅拌均匀后获得混合溶液；
S3、在所述步骤S1和所述步骤S2的基础上，将所述步骤S2获得的所述混合溶液滴涂到所述PDMS基底的光栅槽内，在50℃下干燥4h后得到复合薄膜，其中复合薄膜上的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸/碳纳米管纤维长为2cm，宽度为300nm，厚度为10nm；再将复合薄膜浸泡在5mL的甲醇中并静置5min后干燥，再用去离子水冲洗三遍后干燥。
S4、在所述步骤S3的基础上，将所述复合薄膜在50℃的温度场下进行热拉伸，获得热电薄膜，且所述热电薄膜热拉伸的拉伸长度为所述复合薄膜总长度的8％。
实施例5
S1、取1g的二甲基硅氧烷为主的黏稠液和0.1g的交联剂相互混合均匀，抽真空45min去除气泡后滴涂到光栅周期为0.6μm的光栅模具上，在温度 100℃下干燥4h，获得具有光栅结构的PDMS基底，再将获得的PDMS基底进行氧等离子体处理。
S2、取5mL碳纳米管浓度为0.5mg/mL的碳纳米管溶液并烘干，获得2.5mg 的碳纳米管，取500μL的所述聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸水溶液与所述碳纳米管混合并搅拌均匀后获得混合溶液；
S3、在所述步骤S1和所述步骤S2的基础上，将所述步骤S2获得的所述混合溶液滴涂到所述PDMS基底的光栅槽内，在50℃下干燥4h后得到复合薄膜，其中复合薄膜上的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸/碳纳米管纤维长为2cm，宽度为300nm，厚度为10nm；再将复合薄膜浸泡在5mL的甲醇中并静置5min后干燥，再用去离子水冲洗三遍后干燥。
S4、在所述步骤S3的基础上，将所述复合薄膜在50℃的温度场下进行热拉伸，获得热电薄膜，且所述热电薄膜热拉伸的拉伸长度为所述复合薄膜总长度的10％，且获得的热电薄膜表面有微裂纹产生。
实施例6
S1、取1g的二甲基硅氧烷为主的黏稠液和0.1g的交联剂相互混合均匀，抽真空45min去除气泡后滴涂到光栅周期为0.6μm的光栅模具上，在温度 100℃下干燥4h，获得具有光栅结构的PDMS基底，再将获得的PDMS基底进行氧等离子体处理。
S2、取5mL碳纳米管浓度为0.5mg/mL的碳纳米管溶液并烘干，获得2.5mg 的碳纳米管，取500μL的所述聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸水溶液与所述碳纳米管混合并搅拌均匀后获得混合溶液；
S3、在所述步骤S1和所述步骤S2的基础上，将所述步骤S2获得的所述混合溶液滴涂到所述PDMS基底的光栅槽内，在50℃下干燥4h后得到复合薄膜，其中复合薄膜上的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸/碳纳米管纤维长为2cm，宽度为300nm，厚度为10nm；再将复合薄膜浸泡在5mL的甲醇中并静置5min后干燥，再用去离子水冲洗三遍后干燥。
S4、在所述步骤S3的基础上，将所述复合薄膜在50℃的温度场下进行热拉伸，获得热电薄膜，且所述热电薄膜热拉伸的拉伸长度为所述复合薄膜总长度的20％，且获得的热电薄膜表面有裂纹产生。
实施例7
S1、取1g的二甲基硅氧烷为主的黏稠液和0.1g的交联剂相互混合均匀，抽真空45min去除气泡后滴涂到光栅周期为0.6μm的光栅模具上，在温度 100℃下干燥4h，获得具有光栅结构的PDMS基底，再将获得的PDMS基底进行氧等离子体处理。
S2、取5mL碳纳米管浓度为0.5mg/mL的碳纳米管溶液并烘干，获得2.5mg 的碳纳米管，取500μL的所述聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸水溶液与所述碳纳米管混合并搅拌均匀后获得混合溶液；
S3、在所述步骤S1和所述步骤S2的基础上，将所述步骤S2获得的所述混合溶液滴涂到所述PDMS基底的光栅槽内，在50℃下干燥4h后得到复合薄膜，其中复合薄膜上的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸/碳纳米管纤维长为2cm，宽度为300nm，厚度为10nm；再将复合薄膜浸泡在5mL的甲醇中并静置5min后干燥，再用去离子水冲洗三遍后干燥。
S4、在所述步骤S3的基础上，将所述复合薄膜在80℃的温度场下进行热拉伸，获得热电薄膜，且所述热电薄膜热拉伸的拉伸长度为所述复合薄膜总长度的8％。
实施例8
S1、取1g的二甲基硅氧烷为主的黏稠液和0.1g的交联剂相互混合均匀，抽真空45min去除气泡后滴涂到光栅周期为0.6μm的光栅模具上，在温度 100℃下干燥4h，获得具有光栅结构的PDMS基底，再将获得的PDMS基底进行氧等离子体处理。
S2、取5mL碳纳米管浓度为0.5mg/mL的碳纳米管溶液并烘干，获得2.5mg 的碳纳米管，取500μL的所述聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸水溶液与所述碳纳米管混合并搅拌均匀后获得混合溶液；
S3、在所述步骤S1和所述步骤S2的基础上，将所述步骤S2获得的所述混合溶液滴涂到所述PDMS基底的光栅槽内，在50℃下干燥4h后得到复合薄膜，其中复合薄膜上的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸/碳纳米管纤维长为2cm，宽度为300nm，厚度为10nm；再将复合薄膜浸泡在5mL的DMF 溶液中并静置5min后干燥，再用去离子水冲洗三遍后干燥。
S4、在所述步骤S3的基础上，将所述复合薄膜在80℃的温度场下进行热拉伸，获得热电薄膜，且所述热电薄膜热拉伸的拉伸长度为所述复合薄膜总长度的8％。
实施例9
S1、取1g的二甲基硅氧烷为主的黏稠液和0.1g的交联剂相互混合均匀，抽真空45min去除气泡后滴涂到光栅周期为0.6μm的光栅模具上，在温度 100℃下干燥4h，获得具有光栅结构的PDMS基底，再将获得的PDMS基底进行氧等离子体处理。
S2、取10mL碳纳米管浓度为0.5mg/mL的碳纳米管溶液并烘干，获得5mg 的碳纳米管，取500μL的所述聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸水溶液与所述碳纳米管混合并搅拌均匀后获得混合溶液；
S3、在所述步骤S1和所述步骤S2的基础上，将所述步骤S2获得的所述混合溶液滴涂到所述PDMS基底的光栅槽内，在50℃下干燥4h后得到复合薄膜，其中复合薄膜上的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸/碳纳米管纤维长为2cm，宽度为300nm，厚度为10nm；再将复合薄膜浸泡在5mL的甲醇中并静置5min后干燥，再用去离子水冲洗三遍后干燥。
S4、在所述步骤S3的基础上，将所述复合薄膜在50℃的温度场下进行热拉伸，获得热电薄膜，且所述热电薄膜热拉伸的拉伸长度为所述复合薄膜总长度的8％。
分别测试实施例1-9中获得的薄膜的电导率和塞贝克常数，测试结果如表 1：
表1
所述薄膜电导率的测试结果误差不超过10S/cm，塞贝克系数测试结果误差不超过2uV/K。
通过表1中的测试结果可得出以下结论：
(1)由对比例1和实施例1的测试结果可知，具有光栅结构的所述热电薄膜的塞贝克系数和电导率均有所提高，对比实施例1和实施例2的测试结果可知，经过有机溶剂处理的所述复合薄膜的电导率大大提高；
(2)对比实施例2和实施例4的测试结果可知：光栅槽槽宽减小，所述热电材料的电导率和塞贝克系数均有所提高，较小的光栅槽的槽宽提高了所述PDMS基底上的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸溶液薄膜内部的有序程度，从而提高了所述热电薄膜的热电性能；
(3)对比对比例2和实施例3-5的测试结果可知：随着拉伸长度的增加，薄膜的电导率提高后下降，塞贝克系数持续增加，实施例5中的热电薄膜上有微裂纹产生，导致实施例5中制备的所述热电薄膜的电导率下降，实施例7 中所述复合薄膜热拉伸的拉伸长度为其原长的20％时，所述热电薄膜表面出现裂纹，实施例6所获得热电薄膜的电导率下降。
(4)对比实施例4和实施例7的测试结果可知：随着所述热电薄膜热拉伸的拉伸温度提高，所述热电薄膜的电导率和塞贝克系数均有所提高，是因为拉伸温度的提高更有利于所述复合薄膜的高分子链以及碳纳米管的有序排列；
(5)对比实施例7和实施例8的测试结果可知：实施例7采用甲醇为极性有机溶剂浸泡所述复合薄膜，实施例7采用DMF溶液为极性有机溶剂浸泡所述复合薄膜，实施例8获得的所述热电薄膜的热电性能高于所述实施例7 获得的所述热电薄膜的热电性能，是因为聚苯乙烯磺酸在DMF溶液中溶解度更高，带走未与聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合的所述聚苯乙烯磺酸能力强，有利于促进载流子传输，从而提高所述热电薄膜的电导率；
(6)对比实施例4和实施例9的测试结果可知：实施例4中获得的所述热电薄膜的塞贝克常数高于实施例9中获得的所述热电薄膜的塞贝克系数，实施例4中碳纳米管的掺杂量为33wt％，实施例9中碳纳米管的掺杂量为 50wt％，实施例4中获得的所述热电薄膜的电导率高于实施例9中获得的所述热电薄膜的电导率，是因为随着碳纳米管掺杂量的提高，碳纳米管相互接触电阻增大，热电薄膜电导率下降；
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有光栅结构的热电薄膜制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制作具有光栅结构的柔性基底，所述柔性基底表面具有光栅槽；
S2、将碳纳米管与聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸溶液混合后得到混合溶液；
S3、将所述步骤S2中得到的所述混合溶液加入所述步骤S1中的所述光栅槽内并干燥，获得可拉伸的复合薄膜；
S4、将所述步骤S3得到的所述复合薄膜进行热拉伸，获得热电薄膜。
2.根据权利要求1所述具有光栅结构的热电薄膜制备方法，其特征在于，所述柔性基底为PDMS基底。
3.根据权利要求2所述具有光栅结构的热电薄膜制备方法，其特征在于，所述步骤S1中所述具有光栅结构的基底的制作方法为：将二甲基硅氧烷与交联剂混合并搅拌均匀后涂到光栅模具上，干燥后倒模，获得具有光栅结构的PDMS基底。
4.根据权利要求3所述具有光栅结构的热电薄膜制备方法，其特征在于，将步骤S1中获得的所述PDMS基底进行氧等离子体表面处理。
5.根据权利要求1所述具有光栅结构的热电薄膜制备方法，其特征在于，将所述步骤S3中获得所述复合薄膜浸泡在极性有机溶剂中后干燥，再用去离子水冲洗后干燥。
6.根据权利要求5所述具有光栅结构的热电薄膜制备方法，其特征在于，所述极性有机溶剂为甲醇或N，N-二甲基甲酰胺。
7.根据权利要求1所述具有光栅结构的热电薄膜制备方法，其特征在于，所述步骤S4中的所述复合薄膜热拉伸长度为其总长度的0-10％。
8.根据权利要求1所述具有光栅结构的热电薄膜制备方法，其特征在于，所述步骤S4中所述复合薄膜热拉伸时的环境温度为50-80℃。
9.一种采用如权利要求1-8任一项所述制备方法制成具有光栅结构的热电薄膜。
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