n型AgBiSe2の高熱電気特性がある
Lin Pan1, David Bérardan, Nita Dragoe
1Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay, Université Paris-Sud , UMR 8182, Orsay F-91405, France, and CNRS , Orsay F-91405, France.
Journal of the American Chemical Society
|March 21, 2013
まとめ
この研究では,ニオビウム (Nb) ドーピングを使用して熱電気 (TE) 材料AgBiSe2を強化しています. 最適化されたAg0.96Nb0.04BiSe2は,熱電性値 (ZT) を1に倍増し,中温アプリケーションに適しています.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- 固体物理 固体物理学
- 化学 化学は化学です.
背景:
- 熱電気材料 (TE) は,熱を電気に変換する.
- 無鉛のAgBiSe2は,n型TE素材として有望だが,その性能は改善する必要がある.
- AgSbTe2と比較して,AgBiSe2はより豊富で安価な元素を使用しています.
研究 の 目的:
- ニオビウム (Nb) ドーピングがn型AgBiSe2.2の熱電気特性に及ぼす影響を調査する.
- 中温アプリケーションの熱電性功績 (ZT) を向上させるため.
主な方法:
- 純粋なAgBiSe2とNbドーピングされたAgBiSe2 (Ag0.96Nb0.04BiSe2) の固体合成.
- 電気輸送特性 (抵抗力,シーベック係数) と熱伝導性の特徴.
- 熱電動値の評価 (ZT).
主要な成果:
- Nbドーピングにより,n型AgBiSe2.2におけるキャリア濃度が増加した.
- NbドーピングされたAg0.96Nb0.04BiSe2は,低電気抵抗 (5.2mΩcm) と高シーベック係数 (-218μV/K) を示した.
- 773 Kの熱電学値 (ZT) は,Nb-ドーピングされたAgBiSe2では0.5から1に増加した.これは,本質的に低い熱伝導性 (0.7 W m(-1) K(-1)) による.
結論:
- Nbドーピングは,n型AgBiSe2.2の熱電性能を著しく向上させる.
- Ag0.96Nb0.04BiSe2は,中温度の熱電学アプリケーションのための有望な無鉛材料です.
- この研究は,効率的な熱電気エネルギー変換のための地球に豊富に存在する元素の潜在能力を強調しています.
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