在带设计的AgSbTe₂中实现高功率因子和热电性能

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 固态物理 固态物理
• 能源转换 能源转换

背景情况:

• 银反 Telluride (AgSbTe2) 是一个关键的p型热电材料,用于中温应用.
• 以前的努力集中在降低热导率,但低功率因子限制了设备功率密度.
• 优化电传输特性对于提高AgSbTe2性能至关重要.

研究的目的:

• 为了提高AgSbTe2.2的功率因子和整体热电性能.
• 调查锡 (Sn) 兴奋剂对电子带结构和传输特性的影响.
• 开发基于优化的AgSbTe2.2的高性能热电器件.

主要方法:

• 用Sn.合成孔合的AgSbTe2的合成.
• 结构,电气和热性能的表征.
• 单对热电器件的制造和测试.

主要成果:

• 兴奋剂诱导了超出价值带最大的新杂质带,增强了电运输.
• 实现了27μWcm-1K-2的创纪录的高功率系数和673 K的2.5的峰值zT.
• 一个单对装置中的优化材料显示了12.1%的转换效率和1.13 Wcm-2功率密度.

结论:

• 兴奋剂是一种有效的策略,可以显著提高AgSbTe2.2的热电性能.
• 杂质带的形成和减少的双极导电性是改善性能的关键.
• 这项工作为高性能中温热电发电机提供了一条道路.