Alto rendimiento termoeléctrico en el nuevo semiconductor cúbico AgSnSbSe₃ por ingeniería de alta entropía

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Física del estado sólido
• Productos térmicos

Sus antecedentes:

• Los materiales termoeléctricos convierten el calor residual en electricidad.
• La mejora del rendimiento termoeléctrico requiere la optimización de las propiedades de transporte eléctrico y térmico.

Objetivo del estudio:

• Investigar las propiedades estructurales y físicas del sistema AgSnSbSe.
• Desarrollar nuevos materiales termoeléctricos con mejor rendimiento.

Principales métodos:

• Síntesis y caracterización de los sistemas AgSnSbSe y AgSnSbSeTe.
• Análisis de las propiedades estructurales, electrónicas y térmicas en múltiples escalas de longitud.
• Evaluación de las métricas de rendimiento termoeléctrico como el factor de potencia y la figura de mérito (ZT).

Principales resultados:

• AgSnSbSe exhibe una estructura de sal de roca desordenada por cationes estable con baja conductividad térmica de celosía.
• La aleación de Te en AgSnSbSeTe crea una aleación de alta entropía con una conductividad térmica aún más reducida y una mayor concentración de portadores.
• Se alcanzó un pico de ZT de 1,14 a 723 K y un promedio de ZT de ~ 1,0 sobre 400-773 K en AgSnSbSe1.5Te1.5.

Conclusiones:

• El desorden catiónico y la aleación de Te son estrategias efectivas para mejorar el rendimiento termoeléctrico.
• El sistema AgSnSbSeTe muestra un potencial significativo para la recuperación eficiente del calor residual.