通过调节相位过渡温度提高多晶SnSe的p型热电性能
Yong Kyu Lee1, Kyunghan Ahn, Joonil Cha1
1Center for Nanoparticle Research, Institute for Basic Science (IBS) , Seoul 08826, Republic of Korea.
Journal of the American Chemical Society
|July 15, 2017
概括
研究人员提高了多晶锡化物 (SnSe) 的热电性能. 用化 (PbSe) 合金和化 (Na) 提高了电导率和降低了热导率,达到1.2的峰值值 (ZT).
科学领域:
- 材料科学
- 固态物理
- 化学工程
背景情况:
- 单晶锡化物 (SnSe) 具有特殊的热电特性.
- 由于了解运输特性和结构化学的挑战,多晶SnSe的性能滞后.
- 提高散装SnSe的热电转换效率对于实际应用至关重要.
研究的目的:
- 开发一种提高散装多晶SnSe热电转换效率的新策略.
- 研究PbSe合金和Na对SnSe结构和运输性能的影响.
- 了解导致热电性能改善的基本机制.
主要方法:
- 合成不同PbSe分数的Na-doped (Sn,Pb) 合金.
- 阶段转换,电导和热导的表征.
- 用于微观结构分析的扫描传输电子显微镜 (STEM).
主要成果:
- PbSe合金有效降低了SnSe中的相变温度.
- 通过早期的双极导电,纳米和受控的PbSe合金增强了电导率.
- 同时的合金和点缺陷散射显著降低了晶格的导热性.
- 在773K时达到约1.2的高温电功率 (ZT),平均ZT为约0.5 (RT-773K).
- STEM揭示了纳米级嵌入的粒子,而不是固体溶液,导致热导率降低.
结论:
- PbSe合金和Na的战略组合为增强多晶SnSe热电提供了可行的途径.
- 纳米级颗粒的形成,而不是固体溶液,是降低导热性的关键因素.
- 这项工作为控制先进热电材料的微观结构和传输特性提供了基本的见解.


