通过Cu兴奋剂增强p型AgSbTe的热电性能
Wenjie Shu1, Yuxia Tang1, Bingwen Su1
1National Laboratory of Solid-State Microstructures, Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, and School of Physics, Nanjing University, Nanjing 210093, China.
ACS applied materials & interfaces
|September 27, 2024
概括
铜兴奋剂增强了银抗氧 Telluride (AgSbTe2) 的热电特性. 这种兴奋剂策略抑制了杂质,优化了载体度,并提高了整体性能,达到约1.45的峰值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:
- 银反化 (AgSbTe2) 是一种p型半导体,有可能用于中温热电应用 (300-700 K).
- 它的热电性能目前受到运载体度不足和Ag2Te杂质存在的限制.
研究的目的:
- 研究铜 (Cu) 兴奋剂对AgSbTe2.2的热电性质的影响.
- 探索Cu兴奋剂作为减轻Ag2Te杂质和增强载体度的策略.
主要方法:
- 合成具有不同Cu度的AgSb1-xCuxTe2化合物 (x = 0, 0.02, 0.04, 0.06).
- 热电性质的全面表征,包括功率因子和导热率.
- 计算分析以了解性能改进的潜在机制.
主要成果:
- doping有效地抑制了AgSbTe2矩阵中的Ag2Te杂质.
- 兴奋剂导致载体度增加和功率因子提高.
- 计算表明,Cu注降低了费米水平,缩小了带间隙,并减少了价值带最大差异,提高了功率因子.
- doping 降低了导热率,这归因于杂质抑制和声软化.
- 该AgSb0.96Cu0.04Te2样本的峰值值值 (ZT) 在498K时约为1.45.
结论:
- 铜合是一种可行的策略,可以提高AgSbTe2.2的热电性能.
- 优化的AgSb0.96Cu0.04Te2材料显示了中温热电能转换的巨大潜力.
- 这项研究提供了对兴奋剂提高热电效率的机制的见解.
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