纳米结构氧化物 (SnO₂,FTO) 薄膜用于能源采集:在低温下显著增加热电功率

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:

• 无兴奋剂和有兴奋剂的二氧化 (SnO₂) 薄膜以其有利的光学和电气特性而闻名.
• 研究热电性质对于开发高效的能量转换材料至关重要.

研究的目的:

• 为了探索和比较无兴奋剂SnO₂和兴奋剂SnO₂ (FTO) 薄膜的热电特性.
• 了解替代对SnO薄膜结构,电气和热电性能的影响.

主要方法:

• 使用雾化器喷雾热解技术合成了SnO₂和FTO的薄膜.
• 使用X射线衍射 (XRD) 进行了结构性表征.
• 电阻,载体密度,西贝克系数和功率因子被测量为温度的函数.

主要成果:

• 合成的片呈现出四角形结构,具有首选的 (200) 方向,由于F^-离子替代,FTO片的结构质量得到了改善.
• 与SnO (8.96 × 10−2) (8.96 × 10−2) 相比,室温电阻在FTO膜 (4.64 × 10−3 Ω·cm) 中显著降低,这归因于载体密度增加.
• 西贝克系数随着温度的增加而增加,达到FTO的-204 ± 3μV/K,SNO的-234 ± 3μV/K在360K时.功率系数从SNO的70 (μW/mK) 提升到FTO薄膜的700 (μW/mK) 到FTO薄膜的900 (μW/mK).

结论:

• 兴奋剂是一种有效的策略,可以提高SnO薄膜的热电性能.
• FTO膜的电导率和功率因子的提高凸显了它们在热电能采集应用中的潜力.