促进Na溶解性和修改带结构,以通过在PbTe中额外的Mn兴奋剂来实现异常平均ZT
Xiang An1, Bangzhou Tian1, Qian Deng1
1Key Laboratory of Radiation Physics and Technology, Ministry of Education, Institute of Nuclear Science and Technology, Sichuan University, Chengdu 610064, China.
ACS applied materials & interfaces
|January 19, 2024
概括
这项研究使用 (Na) 和 (Mn) 用 (Pb) 空缺的 (Na) 和 (Mn) 兴奋剂增强电 (PbTe) 热电材料. 这种方法可以提高高效的能量转换设备的热电性能 (ZT).
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 能源转换 能源转换
背景情况:
- (Na) 兴奋剂通过优化电性能,提高了 Telluride (PbTe) 材料的热电性能.
- 在PbTe中有限的Na溶解性限制了兴奋剂效率和平均功率 (ZT),阻碍了设备应用.
研究的目的:
- 通过引入自发的Pb空缺和Mn兴奋剂来克服Na在PbTe中的可溶性的局限性.
- 提高基于PbTe的材料的热电性能,以实现高效的发电.
主要方法:
- 通过自发的Pb空缺和额外的Mn兴奋剂,协同促进Na的溶解性.
- 修改价值带结构并诱导点缺陷和多尺度微观结构.
- 研究声子散射机制以减少网格导热性.
主要成果:
- 在773 K之间实现了高峰热电功率 (ZT) 值约2.1的高峰值,在303和823 K之间实现了极好的平均ZT值约1.4的高峰值.
- 通过增强的语子散射,将格子导热率降低到~0.42 W m-1 K-1 .
- 显著改善了Seebeck系数和热传输特性.
结论:
- 开发了一种用于高性能 PbTe 基热电的简单而有建设性的方法.
- 结合Pb空缺和Mn兴奋剂的策略有效地提高了Na的溶性和热电性质.
- 结果显示,对开发先进的热电发电设备有前途.
