深圳大學物理與光電工程學院教授羅景庭在自然指數期刊Advanced Functional Materials上發表了題為“Enhancing Thermoelectric Performance and Flexibility of Sb₂Te₃Thin Films through MAPbI₃-Induced Crystallographic Orientation Modulations and Interfacial Doping”的研究論文。物理與光電工程學院博士楊東為論文第一作者，羅景庭、助理教授陳躍星和特聘教授鄭壯豪為共同通訊作者，深圳大學為第一完成單位。

隨著可穿戴設備和柔性電子的迅猛發展，熱電材料作為實現自供能器件的核心功能單元，正日益受到研究人員的關注。在當前全球能源結構亟需向綠色、可持續方向轉型的背景下，熱電技術因其可直接將熱能轉化為電能，為低碳能源利用提供了新路徑。然而，傳統熱電材料在實現高性能與柔性的兼容性方面仍面臨巨大挑戰。因此，羅景庭教授和鄭壯豪特聘教授團隊提出了一種創新策略，通過引入有機-無機雜化鈣鈦礦材料MAPbI₃到層狀Sb₂Te₃薄膜中，實現了熱電性能與機械柔性的協同增強。研究顯示，MAPbI₃在原子尺度上誘發了Sb₂Te₃晶體結構的有序調控，有效抑制了(015)晶面生長，同時增強了(00l)晶面取向，從而優化了載流子遷移路徑，顯著提升了電子輸運能力。在界面處，MAPbI₃分解產物中的Pb和I元素進一步實現了摻雜調控，有效降低了載流子濃度，提高了Seebeck系數。與此同時，材料內部形成的大角度晶界等晶格缺陷加強了聲子散射，顯著降低了晶格熱導率。在多重機制協同作用下，Sb₂Te₃薄膜在250℃時的熱電優值zT從原始的0.20提升至0.47。更為重要的是，MAPbI₃的低楊氏模量使得復合薄膜在多次彎折后仍能保持優異的導電性能，其柔性性能在100次彎折循環后的電阻變化率從54.6%降至8.7%。此外，基于p型Sb₂Te₃與n型Bi₂Te₃構建的熱電器件在10K溫差下實現了33.5nW的輸出功率，驗證了其在可穿戴能源采集領域的應用潛力。

本研究為柔性熱電材料的設計提供了全新的構筑思路，也為層狀熱電薄膜材料中微觀結構調控與熱電性能耦合機制的理解提供了深刻洞察，有望推動高性能柔性熱電器件在未來智能穿戴、自供能傳感器等領域的實際應用。

研究工作得到了國家自然科學基金面上項目、廣東省自然科學基金杰出青年基金、廣東省自然科學基金面上項目等項目支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202505424