在SNS多晶体中的热电性能提升是由于孔配与纹理微结构相结合的
Asfandiyar1,2, Wenhua Xue1, Jun Mao1
1School of Materials Science and Engineering, and Institute of Materials Genome & Big Data, Harbin Institute of Technology, Shenzhen 518055, China.
ACS applied materials & interfaces
|July 10, 2024
概括
研究人员通过创建纹理多晶体来增强硫化锡 (SnS) 的热电特性. 这项研究获得了超过1.3的优点 (zT),为高效的热电设备铺平了道路.
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:
- 硫化 (SnS) 是一个有希望的地球丰富的热电材料,类似于锡化 (SnSe).
- 提高SnS的热电特性已经落后于SnSe,需要先进的材料工程.
研究的目的:
- 开发有质感的SnS多晶体,显著提高热电性能.
- 研究提高载体流动性和优化微观结构以提高热电效率的方法.
主要方法:
- 使用火花等离子烧结 (SPS) 制造有纹理的SnS多晶体,抑制谷物生长.
- 微观结构被设计为引入失调和缺陷集群,增强声子散射.
- 引入了锡 (Sn) 原子缺陷以增加孔度.
主要成果:
- 由于增强的纹理,实现了高载体移动性和更好的电导率.
- 观察到来自Sn空隙的孔度增加,提高电导率和功率因子 (PF>5.50μW/cm·K2在850K).
- 通过强化声散射,通过强化声散射实现了超低的晶格导热率 (0.23W/m·K在850K).
- 在850K达到优点 (zT) >1.3的峰值,平均zT_ave为0.58 (373850K).
结论:
- 与之前的研究相比,纹理SnS多晶体表现出优越的热电特性.
- 增强纹理,控制Sn空位和优化微观结构的组合是SnS高热电性能的关键.
- 这项工作证明了推进SnS作为具有竞争力的热电材料的可行战略.
