通过微结构工程提高Bi2 Te3材料的热电性能
Guoxiang Wang1, Fanzheng Meng1, Yingqi Chen1
1Laboratory of Infrared Materials and Devices, The Research Institute of Advanced Technologies, Ningbo University, Ningbo, Zhejiang, 315211, China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|December 7, 2023
概括
研究人员开发了Bi2Te3/Sb和Bi2Te3/W多层膜,以提高热电性能. 这些材料克服了内在的矛盾,通过同时提高电导率和Seebeck系数来实现超高功率系数 (PF).
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 热电材料面临着电导率和Seebeck系数之间的权衡,限制功率因子 (PF) 的增强.
- 提高PF对于高效的热电能转换和输出功率至关重要.
研究的目的:
- 通过用Sb和W制造多层薄膜来增强Bi2Te3的热电特性.
- 调查克服更高PF的热电材料内在矛盾的策略.
主要方法:
- 制造Bi2Te3 / Sb和Bi2Te3 / W多层薄膜. 制造多层薄膜.
- 在不同温度下对结构性和热电性质的表征.
- 在热应力下分析微结构变化.
主要成果:
- 实现的超高功率系数:在600K时为Bi2Te3/W的1785μWm−2K−2和Bi2Te3/Sb的1566μWm−2K−2.
- 证明电导率和Seebeck系数与温度同时增加.
- 观察到明显的微结构反应:Bi2Te3/W保持了具有有限粒度的结构,而Bi2Te3/Sb显示了相变和沉.
结论:
- 用Sb和W进行Bi2Te3的多层工程有效地提高了热电性能.
- 多层膜中的组合效应,封闭和结构缺陷有助于超高功率因子.
- 微结构工程为优化商用Bi2Te3热电材料提供了一个可行的策略.
