伪纳米结构和颗粒精制提高了n型PbSe中近室温热电性能

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 固态物理 固态物理
• 热电学是一种热电学.

背景情况:

• 多晶化 (PbSe) 是一个有前途的无热电材料,用于中温应用.
• 现有的PbSe热电研究主要集中在中温性能上,往往忽视室温附近的应用和模块设计.
• 需要高效且具有成本效益的热电材料,用于发电和接近室温的冷却.

研究的目的:

• 开发一种n型多晶PbSe材料,在室温附近提高热电性能.
• 为了研究结合对PbSe.Se的微观结构和热电特性的影响.
• 制造和评估基于开发的PbSe材料的热电模块设备.

主要方法:

• 通过材料加工合成n型多晶体Cu0.01Pb0.85Ge0.15Se.
• 材料微观结构的表征,包括伪纳米结构的形成和粒度的精细化.
• 从近室温到523K的温度测量热电特性 (功率图,zT).
• 制造和测试七对热电模块设备.

主要成果:

• 合成的Cu0.01Pb0.85Ge0.15Se材料在室温下达到了大约0.6.6的zT.
• 在303 K到523 K的温度范围内,平均记录了0.86的zT.
• 的加入诱导了伪纳米结构和粒度的精炼,导致了电子 - 声子脱.
• 热电模块设备的转换效率高达5.1%,温度差异很小 (228K).
• 在 350 K 的热面温度下,达到 47.2 K 的最大冷却温度差.

结论:

• 结合是一种有效的策略,可以提高室温附近的多晶PbSe的热电性能.
• 开发的无TePbSe材料显示了热电冷却和低温发电应用的巨大潜力.
• 制造的模块设备表现出创纪录的性能,为基于PbSe的热电技术的实际应用铺平了道路.