Altas propiedades termoeléctricas del tipo n AgBiSe2Se2

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Física del estado sólido Física del estado sólido
• Química Química es la química.

Sus antecedentes:

• Los materiales termoeléctricos (TE) convierten el calor en electricidad.
• El AgBiSe2 sin plomo es un material TE de tipo n prometedor, pero su rendimiento necesita mejoras.
• En comparación con AgSbTe2, AgBiSe2 utiliza elementos más abundantes y más baratos.

Objetivo del estudio:

• Investigar el efecto del dopaje de niobio (Nb) en las propiedades termoeléctricas del tipo n AgBiSe2.2.
• Para mejorar la cifra de mérito termoeléctrico (ZT) para aplicaciones de temperatura media.

Principales métodos:

• Síntesis en estado sólido de AgBiSe2 prístino y dopado con Nb (Ag0.96Nb0.04BiSe2).
• Caracterización de las propiedades de transporte eléctrico (resistividad, coeficiente de Seebeck) y conductividad térmica.
• Evaluación de la cifra de mérito termoeléctrico (ZT).

Principales resultados:

• El dopaje Nb aumentó la concentración del portador en el tipo n AgBiSe2.2.
• El Ag0.96Nb0.04BiSe2 dopado con Nb exhibió una baja resistividad eléctrica (5.2 mΩ cm) y un alto coeficiente de Seebeck (-218 μV/K).
• La cifra de mérito termoeléctrico (ZT) a 773 K aumentó de 0,5 a 1 para el AgBiSe2 dopado con Nb, debido a la baja conductividad térmica intrínseca (0,7 W m(-1) K(-1)).

Conclusiones:

• El dopaje de Nb mejora significativamente el rendimiento termoeléctrico del tipo n AgBiSe2.2.
• Ag0.96Nb0.04BiSe2 es un prometedor material sin plomo para aplicaciones termoeléctricas a temperatura media.
• El estudio destaca el potencial de los elementos abundantes en la tierra para una eficiente conversión de energía termoeléctrica.