电总线或其它外部接触部用于从热电模块移除电荷。例如，一排或列热电模块可以构造成在冷-热环境(其中外部环境是相对冷的)产生电能，而同时热电模块的另一行或列可以构造成在热-冷环境(其中外部环境相对较热)中产生电能。在一些这样的实施方式中，独立的行或列能够不同地和/或分别地或单独地进行电连接。此外，在其它实施方式中，织物或制品的所有热电模块能够并行电连接(并联电连接)，如当所有的热电模块相对于制品或织物的热侧面和冷侧面具有相同的取向时。
[0174]而且，本文中描述的制品或织物能够包括分别与电子器件和/或能量存储介质如移动电话或电池的电连接。因此，本文中描述的制品或织物能够直接用于对电子器件或电池供电或充电。
[0175]一些实施方式现在将参照附图进行进一步描述。图8示出了根据本文中描述的一个实施方式的热电制品的平面图。图9示出了沿线9-9选取的图8制品的横截面视图。
[0176]图8和图9中示出的热电制品或织物(100)包含热绝缘载体(110)和的热电模块(120)，热电模块由围绕或穿过热绝缘载体(110)而在热绝缘载体(110)的相对两侧面(111，112)上提供热电模块(120)的外面(121，122)的结构形成。在一些实施方式中，热绝缘载体(110)是织物的一种或多种纤维。在这种实施方式中，热绝缘载体(110)能够设置于玮线方向(图8中的(I1)上而热电模块(120)能够设置于经线方向(图8中的d2)上。而且，这种排布能够提供具有敞开区(150)和封闭区的织物(100)。
[0177]正如图1和2中的示出，热电模块(120)的结构是连续结构，包括两个拐点(123)，其中结构围绕或穿过热绝缘载体(110)发生弯曲或弯折。而且，热电模块(120)的外面(121，122)上的P-型层和η-型层(未显示)基本平行于热绝缘载体(110)的相对两侧面(111，112)。另外，在图8和图9的实施方式中，热电模块(120)的结构围绕或穿过绝缘载体(110)的一段(124)基本正交于热电模块(120)的外面(121，122)中至少之一。
[0178]图10示出了根据本文中描述的一个实施方式的制品或织物(100)的透视图。正如图10中的示出的，制品或织物(100)能够具有冷侧面(130)和热侧面(140)。图10的实施方式中的冷侧面(130)对应于热电模块结构(120)的外面(121)而热侧面(140)对应于热传导性载体(110)的相对侧面(112)上热电模块结构(120)的外面(122)。然而，正如以上本文中所述，其他排布也是可能的。
[0179]图1示出了根据本文中描述的一个实施方式的热电模块或一种热电装置的放大侧视图。图1中示出的热电模块包含交替模式的偶联至η-型层(2)的两个ρ-型层(I)。P-型层⑴和η-型层⑵的交替偶联为热电模块提供了在模块的相对两侧面上具有ρη结
(4)的ζ-型构造。绝缘层(3)设置于P-型层⑴和η-型层⑵的界面之间，因为P-型层(I)和η-型层(2)为一种堆叠构造。正如本文中所述，图1中提供的热电模块处于一种放大状态而有利于图示说明和理解模块的各个部件。在一些实施方式中，然而，热电模块并未处于放大状态而使绝缘层(3)与ρ-型层(I)和η-型层(2)接触。热电模块能够包括交替模式的任何所需数量的偶联至η-型层的ρ-型层。
[0180]图1另外示出了通过将模块的一侧面暴露于热源而引发的通过热电模块的电流流。电接触部(X)提供于热电模块而用于将热生电流施加于外部负载。
[0181]图2示出了根据本文中描述的一个实施方式的热电模块(200)，其中ρ-型层(201)和η-型层(202)为堆叠构造。以堆叠构造ρ_型层(201)和η-型层(202)通过绝缘层(207)分隔开。热电模块(200)通过电接触部(204，205)连接于外部负载。
[0182]现在转到本文中描述的热电制品或织物的各个实施方式中能够包括的部件，本文中描述的制品或织物包含热绝缘载体或热绝缘纤维。与本发明的目的不矛盾的任何热绝缘载体或纤维都可以使用。在一些实施方式中，例如，热绝缘载体包括天然或合成纤维，包括羊毛，丝，棉，亚麻，黄麻，剑麻，莫代尔(Modal)纤维，莱赛尔(Lyocell)纤维，纤维素，聚酯，聚氨酯，聚酰胺，芳纶纤维，丙烯酸树脂，尼龙，氨纶和其组合中的一种或多种。在一些实施方式中，热绝缘载体包括无机材料。无机材料能够包括氧化物如金属氧化物或玻璃如玻璃纤维。在一些实施方式中，无机材料包括陶瓷材料。无机材料能够包括氧化硅，氧化钛，氧化锆和氧化锌中的一种或多种。
[0183]而且，本文中描述的制品的热绝缘载体能够具有与本发明的目的不矛盾的任何结构。例如，在一些实施方式中，热绝缘载体具有网或丝网结构。其它结构也能够使用，包括无纺布结构。
[0184]本文中描述的制品或织物还包含热电模块结构。与本发明的目的不矛盾的任何热电模块结构都可以使用。在一些实施方式中，例如，本文中描述的制品或织物的热电模块包含偶联至η-型层而提供ρη结的ρ-型层和设置于ρ-型和η-型层之间的绝缘层。在一些实施方式中，热电模块的P-型层和η-型层包括碳纳米颗粒。
[0185]ρ-型层的碳纳米颗粒，在一些实施方式中，包含富勒烯，碳纳米管，或其混合物。富勒烯，在一些实施方式中，包括1-(3-甲氧基羰基)丙基-1-苯基(6，6) C61 (PCBM)。在一些实施方式中，碳纳米管包括单壁碳纳米管(SWNT)，多壁碳纳米管(MffNT)，以及ρ-掺杂的单壁碳纳米管，P-掺杂的多壁碳纳米管或其混合物。
[0186]在一些实施方式中，ρ-掺杂的单壁碳纳米管和/或ρ-掺杂的多壁碳纳米管按照范围为约0.lwt%?约30wt%的量包括硼。在一些实施方式中，P-掺杂的单壁碳纳米管和/或p-掺杂的多壁碳纳米管按照范围为约5wt%?约25wt%或约10wt%?约20wt%的量包括硼。而且，P-掺杂的单壁碳纳米管和/Sp-掺杂的多壁碳纳米管能够包括氧。
[0187]P-型掺杂剂能够引入到单壁和/或多壁碳纳米管的晶格中。在一些实施方式中，P-型掺杂剂通过包围单壁和/或多壁碳纳米管的环境外部提供于碳纳米管。正如本文中进一步所述，P-型层的碳纳米管能够设置于聚合物基质中。在一些实施方式中，聚合物基质能够将P-掺杂剂提供于碳纳米管的表面。在一些实施方式中，在聚合物基质将P-掺杂剂提供于碳纳米管的表面的情况下，碳纳米管在引入到聚合物基质之前并未进行P-掺杂。可替换地，碳纳米管在引入到聚合物基质之前包括P-掺杂剂。而且，在一些实施方式中，化学物质还设置于聚合物基质中，如碱金属，能够起到碳纳米管的P-掺杂剂作用。
[0188]在一些实施方式中，P-型层的碳纳米颗粒具有高的高径比。正如本文所用的，术语高径比是指碳纳米颗粒长度除以碳纳米颗粒的直径或宽度。在一些实施方式中，P-型层的碳纳米颗粒表现出范围为约I?约16或约10?约100，000的高径比。
[0189]P-型层的碳纳米颗粒，包括碳纳米管，在一些实施方式中，具有范围为约Inm?约5mm或约1nm?约Imm的长度。在一些实施方式中，碳纳米颗粒具有范围为约50nm?约500 μπι的长度。而且，ρ-型层的碳纳米颗粒能够具有范围为约Inm?约10nm的直径。
[0190]在一些实施方式中，ρ-型层的碳纳米颗粒，包括碳纳米管，设置成垫层型构造或无纺布型构造。
[0191]ρ-型层，在一些实施方式中，按照范围为约0.1￥丨％?约100wt%的量包括一种或多种本文中描述的碳纳米颗粒物质。在一些实施方式中，P-型层按照至少约2wt%或至少约1wt %的量包含碳纳米颗粒。在一些实施方式中，P-型层按照范围为约2wt%?约50wt%或约5wt%?约15wt%的量包含碳纳米颗粒。
[0192]ρ-型层的碳纳米颗粒负载率能够参照层的所需的塞贝克系数进行选择。例如，在一些实施方式中，范围为5wt%? 10wt %的SWNT负载率对ρ-型层提供了一定范围的塞贝克系数。图3，例如，示出了作为根据本文中描述的一些实施方式的ρ-型层的聚偏氟乙烯(PVDF)基质的SWNT负载率的函数的塞贝克系数。正如图3中所示，范围为5wt %?10wt %的SWNT负载率对ρ-型层提供了一定范围的塞贝克系数。P-型层的纳米颗粒负载率，在一些实施方式中，也能够参照所需的渗透阈值(percolat1n threshold)进行确定。
[0193]ρ-型层的基质也能够通过碳纳米颗粒与聚合物主体的组合形成。与本发明的目的不矛盾的任何聚合物主体材料都能够用于生产P-型层的聚合物基质。在一些实施方式中，聚合物基质包括半结晶聚合物，包括但不限于，聚氟乙烯(PVF)，聚偏氟乙烯-三氟乙烯(PVDF-TrFE)，聚偏氟乙烯-四氟乙烯(PVDF-TFE)，聚四氟乙烯(PTFE)，或其混合物或共聚物。用于热电模块的P-型层的PVDF，PVDF-TFE和/或PVDF-TrFE的半结晶聚合物能够表现出含量增加的β -相。例如，P-型层的PVDF，PVDF-TFE和/或PVDF-TrFE能够表现出
1.5?2.5的β/α相比率。在一些实施方式中，β/α相比率为2?2.5。正如本文中的讨论，β -相结晶能够通过极化技术提供非随机的取向，由此增强用于捕获由织物或制品经受的机械波动或应力产生的电能的聚合物基质的压电和热电性质。
[0194]在一些实施方式中，P-型层的聚合物基质包含聚丙烯酸(PAA)，聚甲基丙烯酸酯(PMA)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或其混合物或共聚物。聚合物基质也能够包括聚烯烃，包括，但不限于聚乙烯，聚丙烯，聚丁烯或其混合物或共聚物。
[0195]在一些实施方式中，P-型层的聚合物基质包含一种或多种共轭聚合物，包括噻吩如聚(3-己基噻吩)(P3HT)，聚(3-辛基噻吩)(P30T)，和聚噻吩(PTh)。
[0196]在一些实施方式中，ρ-型层的聚合物基质包含一种或多种半导性聚合物。半导性聚合物能够包括苯撑亚乙烯类，如聚(苯撑乙烯)和聚(P-苯撑乙烯)(PPV)，及其衍生物。在一些实施方式中，半导性聚合物包括聚芴类，聚萘类，及其衍生物。在一些实施方式中，半导性聚合物包括聚(2-乙烯基吡啶)(P2VP)，聚酰胺类，聚(N-乙烯基咔唑)(PVCZ)，聚吡咯(PPy)，和聚苯胺(PAn)。在一些实施方式中，半导性聚合物包括聚[2，6-(4, 4-二-(2-乙基己基)-4H-环戊并[2，1-b ;3，4-b，] 二噻吩)-alt-4，7-(2, 1，3-苯并噻二唑)](PCPDTBT)。
[0197]ρ-型层能够具有与本发明的目的不矛盾的任何所需的厚度。P-型层能够具有至少约1nm或至少约10nm的厚度。p_型层，在一些实施方式中，具有至少约500nm或至少约I μ??的厚度。在一些实施方式中，P-型层具有范围为约5nm?约50 μπι的厚度。
[0198]在一些实施方式中，P-型层能够具有与本发明的目的不矛盾的任何所需的长度。在一些实施方式中，P-型层具有至少约Ιμπι或至少约10 μm的长度。在一些实施方式中，ρ-型层具有范围为约Iym?约10mm的长度。
[0199]ρ-型层，在一些实施方式中，在290Κ的温度下具有至少约5μν/Κ或至少约10 μ V/Κ的塞贝克系数。在一些实施方式中，P-型层在290Κ的温度下具有至少约15μν/Κ或至少约30μν/Κ的塞贝克系数。P-型层，在一些实施方式中，在290Κ的温度下具有范围为约5 μ V/Κ?约35 μ V/Κ的塞贝克系数。
[0200]正如本文中所述，ρ-型层的塞贝克系数能够根据碳纳米颗粒特性和负载率而变化。例如，P-型层的塞贝克系数能够与P-型层的单壁碳纳米管负载率成反比。
[0201]除了至少一个P-型层，本文中描述的热电模块包含至少一个包括多个η-掺杂碳纳米颗粒的η-型层。η-掺杂碳纳米颗粒，在一些实施方式中，包含富勒烯，碳纳米管，或其混合物。富勒烯，在一些实施方式中，包含1-(3-甲氧基羰基)丙基-1-苯基(6，6)C61 (PCBM)。在一些实施方式中，η-掺杂的碳纳米管包括单壁碳纳米管，多壁碳纳米管或其混合物。
[0202]在一些实施方式中，η-型层的碳纳米颗粒，包括碳纳米管，设置成垫层型构造或无纺布格式中。
[0203]η-掺杂的单壁碳纳米管和/或η-掺杂的多壁碳纳米管能够按照范围为约0.1￥丨％?约30wt%的量包括氮。在一些实施方式中，η-掺杂的单壁碳纳米管和/或η-掺杂的多壁碳纳米管是脱氧的纳米管。
[0204]η-型掺杂剂能够引入单壁和/或多壁碳纳米管的晶格中。在一些实施方式中，η-型掺杂剂通过包围单壁和/或多壁碳纳米管的环境外部提供给碳纳米管。η-型层的碳纳米管能够设置于聚合物基质中，其中聚合物基质能够将η-掺杂剂提供于碳纳米管的表面。在一些实施方式中，碳纳米管在引入到基质中之前未进行η-掺杂。在其它实施方式中，碳纳米管在引入到基质中之前进行了 η-掺杂。
[0205]在一些实施方式中，η-型层的η-掺杂碳纳米颗粒具有高的高径比。在一些实施方式中，η-型层的η-掺杂碳纳米颗粒表现出范围为约I?约16的高径比。在一些实施方式中，η-掺杂碳纳米颗粒表现出范围为约10?约100，000的高径比。
[0206]η-型层的碳纳米颗粒，包括碳纳米管，在一些实施方式中，具有范围为约Inm?约5_或约1nm?约1_的长度。在一些实施方式中，η-掺杂碳纳米颗粒具有范围为约50nm?约500 μ m的长度。而且，n_型层的碳纳米颗粒，在一些实施方式中，具有范围为约Inm?约10nm的直径。
[0207]η-型层能够按照范围为约0.lwt%?约100wt%的量包括本文中描述的n_掺杂碳纳米颗粒的一种或多种物质。在一些实施方式中，η-型层按照至少约2被％或至少约5界1:%的量包含η-掺杂碳纳米颗粒。在一些实施方式中，η-型层按照至少约1wt %的量包含η-掺杂碳纳米颗粒。在一些实施方式中，η-型层按照范围为约2wt%?约50wt%或约5wt%?约15*1:%的量包含η-掺杂碳纳米颗粒。正如ρ-型层一样，η-型层的纳米颗粒负载率能够参照层的所需塞贝克系数进行确定。η-型层的纳米颗粒负载率也能够参照所需的渗透阈值进行确定。
[0208]正如本文中所述，η-型层能够进一步包括η-掺杂碳纳米颗粒设置其中的聚合物基质。η-型层的聚合物基质能够包括本文对于ρ-型层引述的任何聚合物物质。例如，η-型层的聚合物基质能够包括半结晶聚合物，包括，但不限于，聚氟乙烯(PVF)，聚偏氟乙烯(PVDF)，聚偏氟乙烯-三氟乙烯(PVDF-TrFE)，聚偏氟乙烯-四氟乙烯(PVDF-TFE)，聚四氟乙烯(PTFE)或其混合物或共聚物。用于热电模块的η-型层的PVDF，PVDF-TFE和/或PVDF-TrFE的半结晶聚合物能够表现出含量增加的β -相。例如，η-型层的PVDF，PVDF-TFE和/或PVDF-TrFE能够表现出1.5?2.5的β / α比率。在一些实施方式中，β/α比率为2?2.5。正如本文中的讨论，相结晶能够通过极化技术提供非随机的取向，由此增强用于获取由通过织物或制品经受的机械波动或应力产生的电能的基质的压电和热电性质。
[0209]η-型层能够具有与本发明的目的不矛盾的任何所需的厚度。在一些实施方式中，η-型层具有至少约Inm的厚度。在一些实施方式中，η-型层具有至少约1nm或至少约10nm的厚度。在一些实施方式中，η-型层具有范围为约5nm?约50 μm的厚度。
[0210]η-型层能够具有与本发明的目的不矛盾的任何所需的长度。在一些实施方式中，n_型层具有至少约Ιμπι或至少约10 μπι的长度。在一些实施方式中，η_型层具有至少约100 μπι或至少约500 μπι的长度。在一些实施方式中，η_型层具有范围为约I μπι?约10mm的长度。在一些实施方式中，η-型层具有与毗邻ρ-型层同延的或基本上同延的长度。
[0211]η-型层在290Κ的温度下也能够具有至少约_5 μ V/Κ或至少约-10 μ V/Κ的塞贝克系数。在一些实施方式中，η-型层在290Κ的温度下具有至少约-15 μ V/Κ或至少约-20 μ V/K的塞贝克系数。在一些实施方式中，η-型层在290Κ的温度下具有至少约-30 μ V/Κ的塞贝克系数。η-型层，在一些实施方式中，在290Κ的温度下具有范围为约-5 μ V/Κ?约-35 μ V/K的塞贝克系数。
[0212]η-型层的塞贝克系数能够根据η-掺杂碳纳米颗粒特性和负载率而变化。例如，η-型层的塞贝克系数能够与η-型层的碳纳米颗粒负载率成反比。
[0213]在本文中描述的热电模块的一些实施方式中，包括ρ-掺杂的和η-掺杂的碳纳米管的碳纳米颗粒能够用一种或多种无机纳米颗粒代替。在一些实施方式中，无机纳米颗粒包括IV族半导体材料，H/VI族半导体材料或III/V族半导体材料或其组合。在一些实施方式中，无机半导体纳米颗粒包括量子点和/或纳米线。本征无机半导体材料能够提供用于本文中描述的各自P-层和Π-层的P-掺杂剂或η-掺杂剂。
[0214]本文中描述的热电模块还包含设置于ρ-型层和η-型层之间的绝缘层。在一些实施方式中，绝缘层是电绝缘的。在一些实施方式中，绝缘层是电绝缘和热绝缘的。在一些实施方式中，热电模块包含设置于多个P-型层和η-型层之间的多个绝缘层。绝缘层能够容许本文中描述的热电模块的P-型层和η-型层排布成堆叠构造。
[0215]在一些实施方式中，绝缘层包含一种或多种聚合物材料。与本发明的目的不矛盾的任何聚合物材料能够用于生产绝缘层。聚合物绝缘层能够包括半结晶聚合物，包括，但不限于，聚氟乙烯(PVF)，聚偏氟乙烯(PVDF)，聚偏氟乙烯-三氟乙烯(PVDF-TrFE)，聚偏氟乙烯-四氟乙烯(PVDF-TFE)，聚四氟乙烯(PTFE)，或其混合物或共聚物。用于热电模块的绝缘层的PVDF，PVDF-TFE和/或PVDF-TrFE的半结晶聚合物能够表现出含量增加的β _相。例如，绝缘层的PVDF，PVDF-TFE和/或P