在ZrNiSn基复合材料中通过调制Si添加来提高热电性能
Chuang Jia1,2, BeiBei Zhu1,2, Yangyang Shi1,2
1School of Materials Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 211189, China.
ACS applied materials & interfaces
|February 7, 2024
概括
将 (Si) 添加到尼克锡 (ZrNiSn) 中,可以提高其热电性能. 这种策略通过优化电荷载体行为来降低导热率并提高功率 (zT) 的数字.
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:
- 尼克锡 (ZrNiSn) 是一个有前途的热电材料.
- 最佳性能需要低导热率和在高温下最小的双极效应.
研究的目的:
- 研究 (Si) 兴奋剂对ZrNiSn.热电特性的影响.
- 通过加入p型Si来增强n型ZrNiSn的热电性能.
主要方法:
- 在各种多水平下将Si整合到ZrNiSn中,形成ZrNiSn/ZrNiSi/Si复合物.
- 对Seebeck系数,电荷载体度和在873K的导热率进行分析.
- 通过能量过来研究电子转移和少数电荷载体抑制.
主要成果:
- 塞贝克系数增加了16%,达到873K,尽管航空公司度增加了三倍.
- 引入Si导致能量过,抑制少数电荷载体.
- 在Si中,高剂量 (10^1910^20 cm^-3) 通过混合接口将导热率降低15%.
- 实现了热电功率 (zT) 的增加50%.
结论:
- 精确的Si兴奋剂有效地调节了ZrNiSn.中的电子转移.
- 结合最佳的p型Si增强了n型ZrNiSn的热电性能.
- 新的二次相接口提供了一种解电导率和Seebeck系数的方法.
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