“…近几年来, 可穿戴电子设备在人们社会生活中 越来越受欢迎, 与此同时电源供给问题越来越突出, 引起了研究人员的极大关注 [1][2] 。在众多供电方式中, 热电发电机(TEGs)是一种理想的能源供应方式, 能 够直接将人体与外界环境之间的温差转化为电能, 无机械振动且无需维护 [3][4] 。热电发电机的转换效率 主要取决于热电材料的热电优值 ZT(ZT=S 2 σT/κ, 其 中 S、σ、κ 和 T 分别是塞贝克系数、电导率、热导 率和热力学温度)。为了获得较高的热电优值, 热电 材料应当具有较高的功率因子(PF=S 2 σ)和较低的热 导率 [4][5] 。 传统的热电块体材料制造工艺价格昂贵, 通常 涉及许多工序, 如粉末热压、抛光、切割和组装 [6][7] , 存在材料浪费现象。此外, 块体材料所制备的器件 结构体积较大、柔性较差, 存在器件穿戴不便、难 以有效贴合人体等缺点。相比而言, 柔性热电薄膜 省去了昂贵的加工步骤, 便于大面积制备, 减少了 材料浪费, 可以满足多种空间和复杂器件的设计加 工要求, 更易于穿戴集成。常见的热电薄膜制备方 法有化学气相沉积 [8] 、喷墨打印 [9] 、丝网印刷 [10][11] 和溅射 [12][13][14] 等。如 Han 等 [10] 采用低成本的丝网印刷 制备了 PbTe-SrTe 基热电薄膜, 623 K 下 ZT 超过 1.0。 Akihiro 等 [13] 采用磁控溅射获得了 n 型 Bi 2 Te 3 和 p 型 Sb 2 Te 3 热电薄膜, 制备了管状薄膜热电发电机, 当温差 20 K 时, 其输出功率达到 306.8 nW。 目前含 Te 材料在无机热电材料中研究较多, 但 Te 元素在 地壳中含量较少且具有毒性, 不适用于可穿戴应用, 因此探究和发展无 Te 热电材料已成为目前的研究 热点。MgAgSb 作为一种新型 p 型近室温热电材料, 其各元素地壳含量丰富且无毒。MgAgSb 最早作为 热电材料被研究是在 2012 年, Kirkham 等 [15] 采用真 空熔炼和高温热压的方法制备了 MgAgSb 合金, 并 对其晶体结构与热电性能进行了系统研究。随后, Zhao 等 [16] 采用两步球磨法及低温热压法制备了致 密的 MgAgSb 块状样品, 测得其室温下 ZT 接近 1, 并随着温度升高而增大, 在 475 K 达到最大值 1.4。 Liu 等 [17][18][19][20][21] 采用高能球磨法结合快速烧结法制备 MgAgSb 合金, 并通过调节烧结温度、热压温度 [17][18] 或多种元素掺杂 [19][20][21] 提高热电性能, 系统研究了多 种变量对合金微观结构和热电性能的影响。但目前 鲜有对 MgAgSb 热电薄膜的详细研究。2020 年 Oueldna 等 [22] 首次在玻璃和氧化硅衬底上溅射制备 了含杂相的 MgAgSb 薄膜, 仅对该薄膜的总 Seebeck 系数与各相组成 Seebeck 系数和含量占比关系进行 了研究。随后又共溅射制备了 MgAgSb 薄膜, 利用 原位 X 衍射谱图详细研究了薄膜相变情况 [23] 。由于 MgAgSb 自身易氧化和生成多相结构, 因此退火气 氛将导致其结构组成变化, 退火温度对于薄膜相结 构形成、结晶度以及晶粒尺度变化影响较大, 进而 改变热电参数。此外, 磁控溅射在柔性热电大面积 镀膜方面具有明显优势, 获得了较大关注 [12][13][14] [24] 。考虑到热电薄膜厚度较小, 自身热 容很小, 面内热导率不易准确测量, 所以暂不考虑 热导率 …”