ZT alto en materiales termoeléctricos de tipo p (PbTe)1-2x(PbSe)x(PbS)x

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Física del estado sólido Física del estado sólido
• Las termoeléctricas.

Sus antecedentes:

• Las termoeléctricas de calogenuro de plomo logran un alto rendimiento a través de la modificación de la estructura de la banda o la nanoestructuración.
• Estudios previos sobre (PbTe) 1-x(PbSe) x y (PbTe) 1-x(PbS) x mostraron altos factores de potencia y bajas conductividades térmicas, respectivamente.

Objetivo del estudio:

• Para investigar las propiedades termoeléctricas del sistema pseudoternario 2% Na-dopado (PbTe)1-2x(PbSe)x(PbS)x.
• Explorar la competencia de fases entre el comportamiento de la solución sólida y la separación de fases en este sistema.
• Para determinar si este sistema ofrece un rendimiento termoeléctrico superior en comparación con sus contrapartes binarias.

Principales métodos:

• Síntesis y caracterización del sistema pseudoternario 2% Na-dopado (PbTe)1-2x(PbSe)x(PbS)x.
• Medición de las propiedades termoeléctricas, incluido el factor de potencia y la conductividad térmica.
• Análisis de las modificaciones de la estructura de la banda y los mecanismos de dispersión.

Principales resultados:

• El sistema 2% Na-dopado (PbTe)1-2x(PbSe)x(PbS)x logró una cifra de mérito (ZT) de aproximadamente 2.0 a 800 K.
• Se observaron propiedades termoeléctricas superiores en comparación con los sistemas binarios PbTe-PbSe y PbTe-PbS dopados con 2% de Na.
• Una meseta en la conductividad eléctrica y la potencia térmica de 600 a 800 K dio como resultado un factor de potencia de 27 μW/cmK.
• La baja conductividad térmica en red (1.1 W/m·K para x=0.07) se atribuyó a la dispersión de fonones por defectos en la solución sólida.

Conclusiones:

• El sistema pseudoternario (PbTe)1-2x(PbSe)x(PbS)x representa un material prometedor para aplicaciones termoeléctricas de alto rendimiento.
• La modificación de la estructura de la banda y la dispersión efectiva de fonones contribuyen a la mejora de la figura termoeléctrica de mérito.
• El rendimiento del material está impulsado por propiedades intrínsecas en lugar de nanoestructuración.