通过热工程和取决于温度的沉物改善了p型PbTe的热电性能
Manhong Zhang1,2, Jianfeng Cai2,3, Feng Gao2
1Siyuan Laboratory, Guangzhou Key Laboratory of Vacuum Coating Technologies and New Energy Materials, Department of Physics, Jinan University, Guangzhou 510632, China.
ACS applied materials & interfaces
|December 26, 2023
概括
工程和纳米沉物优化 telluride (PbTe) 以获得更好的热电性能. 这种策略降低了导热率,同时保持了载体的移动性,实现了高的优点 (zT).
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:
- Entropy 工程有效地降低了热电材料的导热性.
- 然而,这种方法往往会损害运营商的流动性,限制整体性能.
- 优化热电材料需要平衡热导率的降低与载体的运输特性.
研究的目的:
- 通过将工程与纳米沉物相结合,提高 Telluride (PbTe) 的热电性能.
- 研究组合调和兴奋剂对热和电传输特性的影响.
- 通过将网格导热率降至最低,同时保持载体移动性,实现高功率 (zT).
主要方法:
- 合成了连续调整的PbTe化合物 (Pb0.98Na0.02Te(1-x)SxSex) 来控制配置.
- 引入 (Mn) 兴奋剂以形成温度依赖的MnSe纳米沉物.
- 测量了导热性,载体运动性和热电功率 (zT),作为温度和组成的函数.
主要成果:
- 由于优化的配置,在Pb0.98Na0.02Te0.95S0.05Se0.05中实现了非常低的导热率.
- 胺还进一步降低了晶格导热率,通过MnSe纳米沉在825K时达到0.38W m-1 K-1 .
- 仅观察到载体流动性的轻微下降,归因于受控的和纳米沉物大小.
- 在Pb0.9Na0.04Mn0.06Te0.9S0.05Se0.05中,在825K达到约2.1的最高热电功率 (zT).
结论:
- 结合工程和纳米沉物是优化PbTe热电材料的高效策略.
- 这种双重方法成功地降低了导热率,而不会显著牺牲载体的移动性.
- 实现的高zT值证明了这种方法在先进的热电应用中的潜力.
