在AgSbSe2中的表面化学和波段工程:朝着高热电性能发展
Yu Liu1, Mingquan Li1, Shanhong Wan1
1Anhui Province Key Laboratory of Advanced Catalytic Materials and Reaction Engineering, School of Chemistry and Chemical Engineering, Hefei University of Technology, 230009, Hefei, P. R. China.
ACS nano
|June 13, 2023
概括
添加的银反化 (AgSbSe2) 纳米晶体表现出增强的热电性能. 这一进步提供了一个有前途的无和无材料,用于在中温应用中高效的能量转换.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 银反化 (AgSbSe2) 是一种适用于中温应用的p型热电材料.
- 它的主要局限性包括中等电导率,阻碍其整体热电效率.
- 为高性能热电材料开发可扩展的合成方法对于能源采集至关重要.
研究的目的:
- 为AgSbSe2纳米晶 (NCs) 开发一个高效和可扩展的热注射合成路径.
- 通过在Sb3+位点上用Sn2+进行兴奋,增强AgSbSe2的电导率.
- 调查Sn兴奋剂对热电性质的影响,并了解底层机制.
主要方法:
- 热注射合成产生AgSbSe2纳米晶体.
- 在Sb3+位点用Sn2+进行兴奋剂,以增加载体度.
- 使用NaBH4进行合成后处理,并形成气体以保持Sn2+状态和回火.
- 热压缩以巩固纳米晶体成为密集材料以进行表征.
- 热电特性 (Seebeck系数,电导率,热导率) 的表征和带结构计算.
主要成果:
- Sn2+兴奋剂显著增加了电荷载体度和电导率.
- 塞贝克系数与Sn兴奋剂的变化很小.
- 优化的AgSb0.98Sn0.02Se2实现了0.63mW的最大功率系数m-1 K-2在640K.
- 基于纳米晶体的材料表现出增强的声子散射,导致超低的导热率 (0.3 W mK-1 在666 K).
- 在666K的AgSb0.98Sn0.02Se2中,获得了1.37的创纪录的优点 (zT),显著超过了无兴奋剂的AgSbSe2 (zT = 0.58).
结论:
- Sn2+兴奋剂是一种有效的策略,可以提高AgSbSe2.2.的热电性能.
- 优化的AgSb0.98Sn0.02Se2显示出作为一种无和的p型热电材料的优异潜力,用于中温应用.
- 增强的电力传输和降低的导热率的结合有助于创纪录的zT值.
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