构建无形聚合物接口以提高商用Bi0.5Sb1.5Te3材料的热电性能
Shuankui Li1,2, Liangliang Wang1, Danning Ma1
1School of Physics and Materials Science, Guangzhou University, Guangzhou 510006, China.
ACS applied materials & interfaces
|January 10, 2024
概括
将无形聚合物接口引入甲抗化 (BST) 热电材料显著提高了性能. 这种方法提高了ZT值和材料硬度,为先进的热电复合材料铺平了道路.
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:
- 热电材料中的接口对电荷和热传输具有关键的影响.
- 控制接口属性是克服热电材料性能权衡的关键.
- 高性能热电材料对于高效的能量转换至关重要.
研究的目的:
- 在p型Bi0.5Sb1.5Te3 (BST) 热电材料中引入无形聚合物接口 (API) 层.
- 研究API对载体/声波传输和热电特性的影响.
- 提高基于BST的热电复合材料的整体性能和机械性能.
主要方法:
- 液相烧结被用来引入无形聚合物接口层.
- 介面热阻的表征及其对格子导热性的影响.
- 对热电功率 (ZT) 和机械硬度的评估.
主要成果:
- API层引入了显著的界面热阻,降低了晶格导热率.
- 发现API的界面热电阻高于传统的粒度边界.
- 在BST/聚胺-0.5%复合物中,在350K时达到最大ZT~1.22,比BST矩阵 (~0.99) 显著增加.
- 在优化的BST/聚合物样本中观察到硬度大约20%的提高.
结论:
- 无形聚合物接口提供了一种新的策略,通过增加接口热电阻和分散声子来提高热电性能.
- 开发的BST/聚合物复合材料显示出卓越的热电效率和机械强度.
- 这种方法为设计高性能热电材料和复合材料提供了新的途径.
