Cheng-Yuan Lin, Kuan-Chu Wu, Chih-Wei Hsu, Shao-Huan Hong, Chi-Lun Chuang,
Te-Jen Hsu, Jhih-Min Lin, Chung-Wei Kung*, Cheng-Liang Liu*
ACS Nano 2026, 20, 16, 12425–12439

國立臺灣大學 材料科學工程學系 劉振良教授
國立成功大學 化學工程學系 龔仲偉教授

光熱電(Photothermoelectric, PTE)效應可將光能直接轉換為電能，近年來廣泛受到關注，並被視為發展自供電穿戴式電子元件的重要技術之一。其中，奈米碳管因具有優異的導電性、機械柔韌性與光吸收能力，而成為極具潛力的光熱電材料。然而，奈米碳管仍存在高熱導率、易團聚，以及吸光波段相對受限等問題，進而限制其光熱電轉換效率。

本研究首次將二維金屬有機骨架(Metal–Organic Frameworks, MOFs)導入光熱電材料系統中。利用後修飾合成策略，將太陽能電池常用之有機染料 N719 配位固定於具有高穩定性與良好分散性的二維鋯基金屬有機骨架金屬節點上，成功製備出染料敏化之二維MOF分子片。隨後，進一步將其作為少量添加劑與奈米碳管形成複合薄膜。研究結果顯示，微量二維MOF的加入可有效提升奈米碳管於溶液中的分散性，同時維持良好的電導特性，不會造成明顯的導電度下降。此外，固定於MOF上的N719染料可顯著提升材料於可見光波段的吸收能力，進一步增強光熱轉換效果。因此，染料敏化二維MOF/奈米碳管複合材料在光照下展現出優異的光熱電性能，其表現明顯優於未修飾染料之複合材料以及純奈米碳管薄膜。本研究不僅提供一種結合MOF與奈米碳管之新穎光熱電材料設計策略，也展現有機染料敏化二維奈米碳管在能源轉換與可穿戴自供電元件上的應用潛力，對於未來高效率、軟性與多功能化光熱電材料之發展具有重要意義。