[发明专利]一种自支撑柔性光功率强度测试器件及其制备方法

说明书

本发明涉及一种自支撑柔性光功率强度测试器件及其制备方法，属于感光热电器件领域。一种自支撑柔性光功率强度测试器件，所述器件由多组p‑n对叠加而成，每两组p‑n对间由绝缘材料部分阻隔；每组p‑n对由一片p型柔性热电薄膜、一片n型柔性热电薄膜和将p型柔性热电薄膜与n型柔性热电薄膜部分阻隔的绝缘薄膜组成，其中，所述p型柔性热电薄膜由有机支撑材料和p型无机材料复合而成；所述n型柔性热电薄膜是经n型掺杂剂负离子化掺杂的p型柔性热电薄膜。该器件由于其优异的自支撑与柔性，可应用于各类曲面应用场景，由于组成器件的热电薄膜中无机材料优异的光吸收与光热转换特性。

技术领域

本发明涉及一种自支撑柔性光功率强度测试器件及其制备方法，属于感光热电器件领域。

背景技术

光功率强度计是光学、化学、物理学研究中均需使用到的重要测量仪器。然而目前商用的光功率强度计大多以特殊工艺制作的石墨片作为光吸收与探测元件，该探测元件柔性差，脆性强，在外力作用下易碎裂，且在高能光(如紫外光)照射下易损坏。

针对目前光强计柔性差、脆性高、耐用性差的问题，本发明利用温差热电技术提供一种自支撑柔性光功率强度测试器件及其制备方法。温差热电技术是利用材料的塞贝克效应在两端存在温差的条件下将热能转换为电能的新技术，具有结构简单，坚固耐用，无转动/传动部件，无噪音等优点，目前已经应用在航空航天、海洋温差发电等领域。目前已经得到应用的温差热电器件与材料主要集中于无机高温热电，传统无机热电材料刚性强，需降低至纳米尺寸并依托柔性基底实现柔性，有机热电材料柔韧性较好，但也存在自支撑困难，难以与基板分离的问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题以及现有器件的不足，本发明提供一种自支撑柔性光功率强度测试器件及其制备方法。本发明制备的自支撑柔性光功率强度测试器件具有柔性好、节能环保、耐用性强、适用性强等优点，适用于各种形状与曲面测试环境。此类器件制备工艺简单，耐用性强，具有广阔的应用前景。

本发明的技术方案如下：

一种自支撑柔性光功率强度测试器件，所述器件由多组p-n对叠加而成，每两组p-n对间由绝缘材料部分阻隔；每组p-n对由一片p型柔性热电薄膜、一片n型柔性热电薄膜和将p型柔性热电薄膜与n型柔性热电薄膜部分阻隔的绝缘薄膜组成，其中，

所述p型柔性热电薄膜由有机支撑材料和p型无机材料复合而成；

所述n型柔性热电薄膜由经n型掺杂剂负离子化掺杂的p型柔性热电薄膜。

上述技术方案中，所述有机支撑材料为聚3，4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯醇(PVA)、聚苯胺(PANI)中的一种。

上述技术方案中，所述p型无机材料为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、FeCl₃掺杂的石墨烯、Ag₂S中的一种或几种。

上述技术方案中，所述n型掺杂剂为聚乙烯亚胺(PEI)、苄基紫精、二乙烯三胺(DETA)中的一种。

进一步地，优选所述p型柔性热电薄膜由聚3，4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐和p型无机材料复合而成。

进一步地，所述p型柔性热电薄膜由有机支撑材料和p型无机材料分散液经抽滤或滴铸获得。

更进一步地，所述p型柔性热电薄膜的厚度为15～50μm。

进一步地，所述n型柔性热电薄膜是使n型掺杂剂渗入p型柔性热电薄膜中而获得。具体地，可将n型掺杂剂溶液滴铸在p型柔性热电薄膜后所得。

更进一步地，所述n型柔性热电薄膜的厚度为15～50μm。