TWI610463B - 成長碲及碲化物奈米線陣列於導電基材上的方法和碲及碲化物奈米線熱電裝置 - Google Patents

成長碲及碲化物奈米線陣列於導電基材上的方法和碲及碲化物奈米線熱電裝置 Download PDF

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Abstract

本發明係提供可快速地大規模製造碲及碲化物熱電奈米材料於導電基材上的方法及碲及碲化物奈米線熱電裝置。碲及碲化物奈米線可表現出n-型或p-型熱電特性。碲及碲化物奈米線熱電裝置包含有第一電極、於第一電極上所形成具熱電特性之複數碲及碲化物奈米線陣列以及第二電極。另於碲及碲化物奈米線陣列及第二電極間可包含導電聚合物。藉此，透過碲及碲化物奈米線熱電材料的奈米尺度特性，可大幅提高熱電轉換效率。再者，此種熱電裝置不受大小規模限制，且具有輕薄體積以及可撓特性，具備在衣物、汽車、工廠廢熱等廣大的應用性。

Description

成長碲及碲化物奈米線陣列於導電基 材上的方法和碲及碲化物奈米線熱電裝置
本發明係關於一種成長碲及碲化物奈米線陣列的方法及碲及碲化物奈米線熱電裝置；更特別言之，本發明係關於一種直接於多種導電基材上成長大小不受限制之碲及碲化物奈米線陣列的方法及以此等方法製備之碲及碲化物奈米線熱電裝置。
電力已是現行日常生活中所必需。許多電子器件皆需電力驅動運作。現已具有多種產生電力方式，例如太陽能發電、風力發電、水力發電及核能發電等。基於資源快速耗盡以及綠能環保議題，人們正急於找尋下一世代之電力來源。
熱電裝置已被普遍應用於例如加熱/冷卻，以及熱回收/發電系統。現行如冷凍、空調、工業廢熱回收、溫度控制以及熱電發電等應用領域，皆是以熱電裝置為主體。熱電裝 置之運作乃基於熱電效應。熱電效應係指將熱能轉換為電能；或電能轉換為熱能之一種現象。熱電效應基本原理，係一熱電材料受到溫差時，將生成電動勢，進而形成電流而可發電。例如於一以p-型半導體熱電材料及n-型半導體熱電材料所組成之熱電裝置中，將通過電子及電洞流過p-型半導體熱電材料及n-型半導體熱電材料而進行熱傳遞。
熱電發電機能夠在沒有其餘外力及機械能的狀況下，將流失的熱能轉換成電能，減少能量流失、提高能源利用率並減少熱汙染。熱電材料之效率可由熱電優質系數ZT=S2σT/(κ)定義，其中參數S為賽貝克係數、T為溫度、σ為電導率及κ為熱傳導率。其中熱電優質系數ZT中之各參數相互影響，致使難以尋得理想之熱電材料。因此一理想之熱電材料需具備高電導率以避免電阻引起電功率損失，同時理想之熱電材料亦最好具備低熱傳導率使兩端的溫差不致因熱傳導而改變，如此一來可得到最大的熱電優質系數。
緣此，奈米科技的蓬勃發展為熱電材料帶來嶄新的契機，當材料尺度小至數奈米將使表面原子對非表面原子比例提高，表面效應將大幅顯現。此外，於奈米尺度下，材料之電子能階量化現象將更為顯著，此稱為量子尺寸效應(Quantum size effect)，因此奈米材料之物理性質與通塊材有顯著差異。奈米材料具備新的物理性質與介面現象，預期應能突破目前遭熱電材料熱電轉換效率過低的瓶頸，例如於奈米尺度下，材料晶格有利於增加聲子的散射頻率，熱傳導率κ因而降低，藉此可大幅提高熱電轉換效率。隨著熱電材料奈米化， 其熱電轉換效率提高，熱電材料應用範圍也將更為廣泛，舉凡於民生工業、醫療業、半導體業等，於未來的應用具極大潛力。此外，例如包括工業熱能(如工業高/低階溫差排放熱能、廢棄物熱能、熱交換器熱能)、交通工具排放熱能(如燃油車熱能、引擎熱能)、環境熱能(如太陽熱能/溫泉地熱)以及其他熱能(如熱水溫差熱能、住宅器具熱能、其他行業熱能)所生成的廢熱可更為有效地被回收利用。據此，市場上仍極需發展能大規模製造具奈米尺度之熱電裝置之方法。
本發明提供大規模且快速製備熱電碲及碲化物奈米材料於導電基材上的方法，以及使用此方法所製成之碲及碲化物奈米線熱電裝置。透過具備奈米尺度之碲及碲化物奈米線熱電材料，可提高電導率及降低熱傳導率，大幅提高熱電轉換效率。
為達上述目的，本發明所提供成長碲及碲化物奈米線陣列於導電基材上的方法，係用以形成碲及碲化物奈米線熱電材料，並製備成熱電裝置。一實施例中，成長碲及碲化物奈米線陣列於導電基材上的方法包含：準備一導電基材；準備包含一碲前驅物及一還原劑之一混合溶液；將該導電基材浸入該混合溶液中；以及令該碲前驅物及該還原劑於該導電基材上反應形成複數碲及碲化物奈米線。
上述成長碲及碲化物奈米線陣列於導電基材上的方法中，導電基材可為剛性或柔性。
上述成長碲及碲化物奈米線陣列於導電基材上的方法中，導電基材可為還原活性較強之材料，其材質可包含鋰、銣、鉀、銫、鋇、鍶、鈣、鈉、鎂、鋁、錳、鈹或碳，且導電基材可為纖維狀、薄膜狀、塊狀、片狀、不規則狀、網狀或多孔狀結構。網狀及纖維狀之導電基材可包含多個縱橫交錯排列之基材單元，此些碲及碲化物奈米線環繞形成於各基材單元表面。
於上述成長碲及碲化物奈米線陣列於導電基材上的方法中，碲前驅物材質可為Te、TeO、TeO2、TeO3、Te2O5、H2TeO3、K2TeO3、Na2TeO3、H2TeO4、K2TeO4、Na2TeO4、H2Te、NaHTe、(NH4)2Te、TeCl4、MezTe、〔Zn(TePh)2(tmeda)〕(tmeda=N,N,N’,N’-teramethylethylenediamine)、Ph2SbTeR(R=Et,Ph)。
於上述成長碲及碲化物奈米線陣列於導電基材上的方法中，該些碲及碲化物奈米線可為p-型或n-型熱電材料，其材質可包含碲化鉍(Bismuth telluride)、碲化鉛(Lead telluride)、碲化銀(Silver telluride)、碲化汞(Mercury telluride)、碲化鎘(Cadmium telluride)、碲化銻(Antimony telluride)、碲化銣(Rubidium telluride)、碲化錳(Manganese(II)telluride)、碲化鋅(Zinc telluride)、碲化鋰(Lithium Telluride)、碲化銫(Cesium telluride)、碲化鉀(Potassium Telluride)、碲化鈉(Sodium telluride)、碲化氫(Hydrogen telluride)、碲化砷(Arsenic(Ⅲ)telluride)、碲化 鍺(Germanium telluride)、碲化金(Gold telluride)、碲化鐵(Iron telluride)、碲化鈀(Palladium telluride)、碲化鑭(Lanthanum telluride)、碲化錫(Tin telluride)、碲化鋁(Aluminum telluride)、碲化銪(Europium telluride)及其合金。此些碲及碲化物奈米線可於室溫或高溫下反應形成。
上述成長碲及碲化物奈米線陣列於導電基材上的方法中，更包含：調變碲前驅物及還原劑之濃度比率進而調變各碲及碲化物奈米線之長度及寬度。
於另一實施例中，本發明所提供之一碲及碲化物奈米線熱電裝置，其包含一第一電極、形成於第一電極上之至少一碲及碲化物奈米線陣列以及形成於至少一碲及碲化物奈米線陣列及導電聚合物上之一第二電極。
上述碲及碲化物奈米線熱電裝置中，第一電極材質可為還原活性較強之材料，包含鋰、銣、鉀、銫、鋇、鍶、鈣、鈉、鎂、鋁、錳、鈹或碳，且第一電極可為纖維狀、薄膜狀、塊狀、片狀、不規則狀、網狀或多孔狀結構。
上述碲及碲化物奈米線熱電裝置中，可包含一p-型碲及碲化物奈米線陣列，以及與p-型碲及碲化物奈米線陣列連接之一n-型碲及碲化物奈米線陣列；或可包含多個依序堆疊之p-型碲及碲化物奈米線陣列以及多個與此些p-型碲及碲化物奈米線陣列交錯堆疊之n-型碲及碲化物奈米線陣列。
上述碲及碲化物奈米線熱電裝置中，於至少一碲及碲化物奈米線陣列及第二電極間可包含一導電聚合物，其材質可為polyaniline(PANI)、polythiophene(PTH)、poly(3, 4-ethylenedioxythiophene)：poly(styrenesulfonate)(PEDOT：PSS)、polyacetylene(PA)、polypyrrole(PPY)、polycarbazoles(PC)或polyphenylenevinylene(PPV)。
第二電極可為金屬、導電氧化物或導電高分子，其材質可包含銦錫氧化物、金、銀、鉑、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、硒或由上述金屬形成的合金。
S101~S106‧‧‧步驟
110‧‧‧導電基材
111‧‧‧基材單元
112‧‧‧碲及碲化物奈米線陣列
112a‧‧‧碲及碲化物奈米線
200‧‧‧碲及碲化物奈米線熱電裝置
210‧‧‧第一電極
220‧‧‧第二電極
230‧‧‧碲及碲化物奈米線陣列
240‧‧‧導電聚合物
250‧‧‧承載基材
300‧‧‧碲及碲化物奈米線熱電裝置
310‧‧‧第一電極
320‧‧‧第二電極
330‧‧‧p-型碲及碲化物奈米線陣列
340‧‧‧n-型碲及碲化物奈米線陣列
500‧‧‧工業廢水槽
600‧‧‧家用蓮蓬頭
第1圖係繪示依據本發明一實施例之成長碲及碲化物奈米線陣列於導電基材上的方法流程圖；第2圖係繪示於網狀之導電基材上形成碲及碲化物奈米線陣列之示意圖；第3圖係繪示於片狀之導電基材上形成碲及碲化物奈米線陣列之示意圖；第4A圖係繪示於網狀且材質為碳纖維之導電基材上所形成之碲及碲化物奈米線陣列電子顯微鏡(SEM)圖；第4B圖係繪示第4A圖中碲及碲化物奈米線陣列所包含之碲及碲化物奈米線電子顯微鏡圖；第5A圖係繪示於片狀且材質為鋁之導電基材上所形成之碲及碲化物奈米線陣列電子顯微鏡(SEM)圖；第5B圖係繪示第5A圖中碲及碲化物奈米線陣列所包含之碲及碲化物奈米線電子顯微鏡圖； 第6圖係繪示依據本發明一實施例之碲及碲化物奈米線熱電裝置結構示意圖；第7圖係繪示第6圖之碲及碲化物奈米線熱電裝置之一使用狀態圖；第8A圖係繪示第6圖之碲及碲化物奈米線熱電裝置隨溫差變化之電壓輸出圖；第8B圖係繪示第6圖之碲及碲化物奈米線熱電裝置隨溫差變化之電流輸出圖；第9圖係繪示以p-型碲及碲化物奈米線陣列及n-型碲及碲化物奈米線陣列堆疊成之碲及碲化物奈米線熱電裝置結構示意圖；第10圖係繪示第9圖之碲及碲化物奈米線熱電裝置之一應用例；第11圖係繪示以多層p-型碲及碲化物奈米線陣列及多層n-型碲及碲化物奈米線陣列交錯堆疊成之碲及碲化物奈米線熱電裝置結構示意圖；第12圖係繪示第11圖中之以多層p-型碲及碲化物奈米線陣列及多層n-型碲及碲化物奈米線陣列交錯堆疊成之碲及碲化物奈米線熱電裝置隨溫差變化之電壓輸出圖；第13圖係繪示第11圖之碲及碲化物奈米線熱電裝置之一應用例；第14圖係繪示第11圖之碲及碲化物奈米線熱電裝置另一結構型態示意圖； 第15圖係繪示第13圖中之碲及碲化物奈米線熱電裝置之一應用例；第16圖係繪示第13圖中之碲及碲化物奈米線熱電裝置之另一應用例；以及第17圖係繪示第13圖中之碲及碲化物奈米線熱電裝置之又一應用例。
以下將參照圖式說明本發明之複數個實施例。為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
請參照第1圖，其係繪示依據本發明一實施例之成長碲及碲化物奈米線陣列於導電基材上的方法流程圖。近來雖已有探討將熱電材料奈米化以增加熱電轉換效率，然而，奈米材料為較新穎之材料，其物質特性尚無法完全熟悉掌握，故欲將奈米材料應用於習知熱電裝置時，以現今之技術，往往需透過複雜之製程方能製造大面積之奈米材料，故其製造成本仍居高不下，且無法用於量產。緣此，本發明展示了一簡易製備碲及碲化物奈米線陣列於導電基材上的方法，其可於室溫下以簡易方式於一導電基材上合成碲及碲化物奈米線陣列，其中可根據需求製備大規模的碲及碲化物奈米線陣列於導電基材 上，此製備碲及碲化物奈米線陣列的方法中大致包含下列步驟。
步驟S101，準備一導電基材。
步驟S102，對導電基材進行表面清洗。
步驟S103，準備包含一碲(Te)前驅物及一還原劑之一混合溶液。
步驟S104，將導電基材浸入混合溶液中。
步驟S105，令碲前驅物及還原劑於導電基材上反應形成複數碲及碲化物奈米線。
步驟S106，排列此些碲及碲化物奈米線於導電基材上形成一碲及碲化物奈米線陣列。
於上述步驟S103中，碲前驅物材質可選擇為Te、TeO、TeO2、TeO3、Te2O5、H2TeO3、K2TeO3、Na2TeO3、H2TeO4、K2TeO4、Na2TeO4、H2Te、NaHTe、(NH4)2Te、TeCl4、MezTe、〔Zn(TePh)2(tmeda)〕(tmeda=N,N,N’,N’-teramethylethylenediamine)或Ph2SbTeR(R=Et,Ph)。形成混合溶液的一種方式為將碲前驅物粉末倒置於液體之還原劑中均勻混合而成。
於若干實施例中，上述步驟S101中之導電基材可為纖維、薄膜狀、塊狀、片狀、不規則狀、網狀或多孔狀結構。舉例而言，請參照第2圖及第3圖，第2圖係繪示於網狀之導電基材110上形成碲及碲化物奈米線陣列112之示意圖；第3圖係繪示於片狀之導電基材110上形成碲及碲化物奈米線陣列112之示意圖。於第2圖中，因微觀而言，網狀之導電基材110係可 視為由多個基材單元111縱橫交錯排列而成，故於各基材單元111表面上，環繞形成有多個碲及碲化物奈米線112a，而排列形成碲及碲化物奈米線陣列112。於第3圖中，則可視得多個碲及碲化物奈米線112a於片狀導電基材110上間隔排列而形成碲及碲化物奈米線陣列112。
上述第1圖的步驟S105及步驟S106中，對於碲及碲化物奈米線112a之長度及寬度，可透過調變碲前驅物及還原劑之濃度比率得到很好的控制。
於一較佳例中，上述導電基材110無論為纖維、薄膜狀、塊狀、片狀、不規則狀、網狀或多孔狀結構，其材質可選擇還原活性較強之材料，例如鋰、銣、鉀、銫、鋇、鍶、鈣、鈉、鎂、鋁、錳、鈹或碳。此係因於此種材質上可得到排列較好之碲及碲化物奈米線陣列112。網狀之導電基材110之應用方式將於後實施例中述及。
請續參照第4A圖至第5B圖。第4A圖係繪示於纖維且材質為碳之導電基材110上所形成之碲及碲化物奈米線陣列112電子顯微鏡(SEM)圖；第4B圖係繪示第4A圖中碲及碲化物奈米線陣列112所包含之碲及碲化物奈米線112a電子顯微鏡圖。前述碲及碲化物奈米線陣列112及導電基材110見第3圖，第5A圖係繪示於片狀且材質為鋁之導電基材110上所形成之碲及碲化物奈米線陣列112電子顯微鏡(SEM)圖；第5B圖係繪示第5A圖中碲及碲化物奈米線陣列112所包含之碲及碲化物奈米線112a電子顯微鏡圖。第4A圖及第4B圖中，可看到於纖維且材質為碳之導電基材110的各基材單元111表面上，環 繞形成有多個碲及碲化物奈米線112a，並排列形成碲及碲化物奈米線陣列112。第5A圖及第5B圖中，則可看到於片狀且材質為鋁之導電基材110上所形成之多個碲及碲化物奈米線112a，並排列形成碲及碲化物奈米線陣列112。
請續參照第6圖，其係繪示依據本發明一實施例之碲及碲化物奈米線熱電裝置200結構示意圖。利用上述方法所得到之碲及碲化物奈米線陣列230，可以簡易方式構成碲及碲化物奈米線熱電裝置200。舉例而言，於第6圖中，先以上述方法於一第一電極210上形成至少一碲及碲化物奈米線陣列230。第一電極可視為前述實施例中之導電基材110，因導電基材110材質皆為電的良導體，故可直接作為第一電極210使用。接續，於碲及碲化物奈米線陣列230上可塗佈金屬膠體或蒸鍍一般金屬作為第二電極220使用，此時即構成碲及碲化物奈米線熱電裝置200之基本結構。第二電極220可為金屬、導電氧化物或導電高分子，其材質可包含銦錫氧化物、金、銀、鉑、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、硒或由上述金屬形成的合金。於一較佳例中，於碲及碲化物奈米線陣列230及第二電極220間可形成有一導電聚合物240，其材質可包含polyaniline(PANI)、polythiophene(PTH)、poly(3,4-ethylenedioxythiophene)：poly(styrenesulfonate)(PEDOT：PSS)、polyacetylene(PA)、polypyrrole(PPY)、polycarbazoles(PC)或polyphenylenevinylene(PPV)等。透過導電聚合物240可幫助導電，可增加碲及碲化物奈米線熱電裝置200之特性表現。此時，於碲及碲化物奈米線陣列230 上下形成溫差時，即相對形成一電動勢，而形成一電壓差。第一電極210及第二電極220為平衡電荷，其自由電子流向一外接線路而產生電流輸出。
請續參照第7圖，第7圖係繪示第6圖之碲及碲化物奈米線熱電裝置200之一使用狀態圖。實際應用時，碲及碲化物奈米線熱電裝置200另於第一電極210下設置一承載基材250。碲及碲化物奈米線熱電裝置200於使用時可撓折，可適應於各種彎曲不規則之物體表面型態。
請續參照第8A圖及第8B圖，第8A圖係繪示第6圖之碲及碲化物奈米線熱電裝置200隨溫差變化之電壓輸出；第8B圖係繪示第6圖之碲及碲化物奈米線熱電裝置200隨溫差變化之電流輸出圖。碲及碲化物奈米線熱電裝置200於此作為發電之用，其尺寸大小為0.5cm*0.5cm，溫差變化由-6至64℃。於溫差為64℃下，電壓可達3.2mV，電流可達到780nA。其電壓或電流輸出可藉由增加碲及碲化物奈米線熱電裝置200之尺寸大小來提升，且當碲及碲化物奈米線熱電裝置200上下兩端之溫差一直存在時，可獲致一穩定且持續之電輸出。
請續參照第9圖及第10圖。第9圖係繪示以p-型碲及碲化物奈米線陣列330及n-型碲及碲化物奈米線陣列340連接成之碲及碲化物奈米線熱電裝置300結構示意圖；第10圖係繪示第9圖之碲及碲化物奈米線熱電裝置300之一應用例。如之前實施例碲及碲化物奈米線熱電裝置可再加以擴展而獲得更廣之應用。於第9圖中，於第一電極310及第二電極320間形 成堆疊之一p-型碲及碲化物奈米線陣列330及一n-型碲及碲化物奈米線陣列340。第一電極310之實施型態，可類比前述實施例之導電基材110，於此實施例中則於纖維上，且材質為碳。於第10圖中，碲及碲化物奈米線熱電裝置300結構如碳纖維布，可應用於各式衣料中。此時，可用於收集熱能，運用於智慧衣及消防衣等應用。
請續參照第11圖至第13圖。第11圖係繪示以多層p-型碲及碲化物奈米線陣列330及多層n-型碲及碲化物奈米線340陣列交錯連接堆疊成之碲及碲化物奈米線熱電裝置300結構示意圖；第12圖係繪示第11圖中以多層p-型碲及碲化物奈米線陣列330及多層n-型碲及碲化物奈米線340陣列交錯串聯堆疊成之碲及碲化物奈米線熱電裝置300隨溫差變化之電壓輸出；第13圖係繪示第11圖之碲及碲化物奈米線熱電裝置300之一應用例。
第11圖中，以多層第一電極310/p-型碲及碲化物奈米線陣列330/第二電極320所形成之結構，及多層第一電極310/n-型碲及碲化物奈米線陣列340/第二電極320所形成之結構交錯堆疊成之碲及碲化物奈米線熱電裝置300。於此實例中第一電極310為纖維狀、薄膜狀或片狀，且可形成大面積之碲及碲化物奈米線熱電裝置300。第12圖係繪示第11圖之多層碲及碲化物奈米線熱電裝置300於此作為發電之用，其尺寸大小為1cm*1.5cm，以p-型碲及碲化物奈米線陣列330及多層n-型碲及碲化物奈米線340陣列交錯串聯堆疊10層，溫差變化由0至50℃。於溫差為50℃下，電壓可達127mV；於一實施例中， 如第13圖所繪示，可將碲及碲化物奈米線熱電裝置300鋪設於汽、機車內燃機以收集熱能。
請續參照第14圖，其係繪示第11圖之碲及碲化物奈米線熱電裝置300另一結構型態示意圖。於第14圖中，碲及碲化物奈米線熱電裝置300可為圓弧狀，並可任意撓折。於若干實施例中，碲及碲化物奈米線熱電裝置300亦可為其餘幾何形狀。此顯示本發明之碲及碲化物奈米線熱電裝置300可具有多種應用型態。將於後續段落說明各式可能之應用例。
請續參照第15圖至第17圖。第15圖係繪示第14圖中之碲及碲化物奈米線熱電裝置300之一應用例；第16圖係繪示第14圖中之碲及碲化物奈米線熱電裝置300之另一應用例；以及第17圖係繪示第14圖中之碲及碲化物奈米線熱電裝置300之又一應用例。
第15圖中，可將碲及碲化物奈米線熱電裝置300環繞於汽、機車之排氣管400以收集排放廢氣之熱能。於第16圖中，將碲及碲化物奈米線熱電裝置300應用於收集工業廢水槽500中廢水之熱能。於第17圖中，將碲及碲化物奈米線熱電裝置300應用於收集家用蓮蓬頭600所流出熱水之熱能。
基於熱電效應的基本原理，前述碲及碲化物奈米線熱電裝置300並非僅能用於收集熱能。碲及碲化物奈米線熱電裝置300亦可為冷卻之用。舉例而言，可將碲及碲化物奈米線熱電裝置300與電子晶片組合而對電子晶片進行冷卻。亦或，碲及碲化物奈米線熱電裝置300可用以控溫。
綜上，本發明所揭示碲及碲化物奈米線陣列的製 備及其於熱電發電機之應用，具有下列優點：(1)製成簡易快速及製造成本低，能一次製作大面積之碲及碲化物奈米線陣列；(2)於製程中不需使用有機溶劑，符合綠色化學及環保要求；(3)碲及碲化物奈米線熱電裝置輕薄且可撓，可廣泛應用於各式物體；(4)透過選用碲及碲化物奈米熱電材料，其晶格方向一致，且能有效降低其熱導率，進而大幅提升熱電轉換效率；(5)該些碲及碲化物奈米線陣列可以選擇為p-型和n-型熱電材料。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (15)

  1. 一種成長碲及碲化物奈米線陣列於導電基材上的方法，其係用以形成碲及碲化物奈米線熱電材料，並製備成一熱電裝置，該成長碲及碲化物奈米線陣列於導電基材上的方法包含：準備一導電基材；準備包含一碲前驅物及一還原劑之一混合溶液；將該導電基材浸入該混合溶液中；以及令該碲前驅物及該還原劑於該導電基材上反應形成複數碲及碲化物奈米線。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之成長碲及碲化物奈米線陣列於導電基材上的方法，其中該導電基材為剛性或柔性。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之成長碲及碲化物奈米線陣列於導電基材上的方法，其中該導電基材為纖維狀、薄膜狀、塊狀、片狀、不規則狀、網狀或多孔狀結構。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之成長碲及碲化物奈米線陣列於導電基材上的方法，其中該導電基材為網狀或纖維狀且包含多個縱橫交錯排列之基材單元，該些碲及碲化物奈米線環繞形成於該導電基材表面。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之成長碲及碲化 物奈米線陣列於導電基材上的方法，其中該導電基材具有強還原活性，且該導電基材之材質包含鋰、銣、鉀、銫、鋇、鍶、鈣、鈉、鎂、鋁、錳、鈹或碳。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之成長碲及碲化物奈米線陣列於導電基材上的方法，其中該些碲及碲化物奈米線陣列係被大規模地製備於導電基材上。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之成長碲及碲化物奈米線陣列於導電基材上的方法，其中該些碲及碲化物奈米線陣列可於室溫下反應形成。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之成長碲及碲化物奈米線陣列於導電基材上的方法，更包含：調變該碲前驅物及該還原劑之濃度比率進而調變各該碲及碲化物奈米線之長度及寬度。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之成長碲及碲化物奈米線陣列於導電基材上的方法，其中該碲前驅物之材質包含Te、TeO、TeO2、TeO3、Te2O5、H2TeO3、K2TeO3、Na2TeO3、H2TeO4、K2TeO4、Na2TeO4、H2Te、NaHTe、(NH4)2Te、TeCl4、MezTe、〔Zn(TePh)2(tmeda)〕(tmeda=N,N,N’,N’-teramethylethylenediamine)或Ph2SbTeR(R=Et,Ph)。
  10. 一種碲及碲化物奈米線熱電裝置，包含：一第一電極；平行堆疊於該第一電極上之至少一第一碲及碲化物奈米線陣列；平行堆疊且相鄰於該至少一第一碲及碲化物奈米線陣列上且與該至少一第一碲及碲化物奈米線陣列具相異極性之至少一第二碲及碲化物奈米線陣列；以及平行堆疊於該至少一第二碲及碲化物奈米線陣列上之一第二電極。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之碲及碲化物奈米線熱電裝置，其中該第一電極可為一導電基材。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之碲及碲化物奈米線熱電裝置，其中包含多個第一碲及碲化物奈米線陣列及多個第二碲及碲化物奈米線陣列，該些第一、第二碲及碲化物奈米線陣列各自可為p-型或n-型熱電材料並成長於該導電基材上，該些第一、第二碲及碲化物陣列材質包含碲化鉍(Bismuth telluride)、碲化鉛(Lead telluride)、碲化銀(Silver telluride)、碲化汞(Mercury telluride)、碲化鎘(Cadmium telluride)、碲化銻(Antimony telluride)、碲化銣(Rubidium telluride)、碲化錳(Manganese(II)telluride)、碲化鋅(Zinc telluride)、碲化鋰(Lithium Telluride)、碲化銫(Cesium telluride)、碲化鉀(Potassium Telluride)、碲化鈉(Sodium telluride)、碲化氫(Hydrogen telluride)、碲化砷(Arsenic(Ⅲ)telluride)、碲化鍺(Germanium telluride)、碲化金(Gold telluride)、碲化鐵(Iron telluride)、碲化鈀(Palladium telluride)、碲化鑭(Lanthanum telluride)、碲化錫(Tin telluride)、碲化鋁(Aluminum telluride)、碲化銪(Europium telluride)或其合金。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之碲及碲化物奈米線熱電裝置，其中包含多個依序堆疊之p-型之第一碲及碲化物奈米線陣列以及多個與該些p-型之第一碲及碲化物奈米線陣列連接或堆疊之n-型之第二碲及碲化物奈米線陣列。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之碲及碲化物奈米線熱電裝置，其中於該第一碲及碲化物奈米線陣列及該第一電極間，或該第二碲及碲化物奈米線陣列及該第二電極間包含一導電聚合物，該導電聚合物材質包含polyaniline(PANI)、polythiophene(PTH)、poly(3,4-ethylenedioxythiophene)：poly(styrenesulfonate)(PEDOT：PSS)、polyacetylene(PA)、polypyrrole(PPY)、polycarbazoles(PC)或polyphenylenevinylene(PPV)。
  15. 如申請專利範圍第10項所述之碲及碲化物奈米線熱電裝置，其中該第二電極材質包含銦錫氧化物、金、銀、鉑、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、硒或上述金屬形成的合金。
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