在高性能硫化铜热电材料中通过单调制通过协同优化电子和声子传输
Yi-Xin Zhang1, Qin-Yuan Huang1, Xi Yan1
1Faculty of Materials Science and Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming, 650093, China.
Nature communications
|March 29, 2024
概括
研究人员通过同时控制材料结构和铜空缺来优化硫化铜的热电性能. 这一策略显著降低了导热率和改善了电气性能,为高效的能量转换取得了很高的成绩.
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:
- 优化热电材料需要平衡冲突的电气和热传输特性.
- 同时改进是具有挑战性的,因为电荷载体和热载体声子之间的强合.
研究的目的:
- 开发一种简单的方法,在硫化铜中同时调节第二阶段和铜空缺.
- 为了协同增强硫化铜材料的热电性能.
主要方法:
- 采用了一合成方法.
- 添加锡 (Sn) 和 (Se) 来引入多个晶格缺陷 (纳米沉,失位,纳米孔).
- 控制添加Se以诱导铜空缺并优化电气性能.
主要成果:
- 通过多种机制显著抑制声子传输,实现超低的晶格导热率.
- 通过诱导铜空缺,优化电传输特性.
- 在Cu1.992SSe0.016中,达到约1.6的873K的优秀热电功率 (ZT) 值.
结论:
- 拟议的策略通过诱导组合和结构调制来有效优化热电性能.
- 低成本,高性能硫化铜是热电应用的有希望的替代品.


