通过对锡化佩洛夫斯基特的B位多降低了导热性和提高了稳定性
Weidong Tang1, Siyuan Zhang2, Tianjun Liu1
1School of Engineering and Materials Science, Queen Mary University of London, Mile End Road, London E1 4NS, U.K.
The journal of physical chemistry letters
|January 6, 2025
概括
在合金矿中替代可以提高稳定性,并显著降低热导率,使这些材料对热电应用具有前景.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 无机化学 无机化学 有机化学
背景情况:
- 化矿正在成为热电材料,因为它们具有有利的热电性质.
- 与基对应物相比,化 Perowskite 具有较高的热电性能 (zT) 和较低的毒性.
- 提高化氧化矿的稳定性对于实际应用至关重要.
研究的目的:
- 调查 (Ge) 替代对锡 (Sn) 化物矿的稳定性和热电特性的影响.
- 了解地质化 CsSnI3.3 中增强稳定性和降低导热率背后的机制.
- 探索混合金属CsSn1-xGexI3矿薄膜在热电设备中的潜力.
主要方法:
- 混合金属CsSn1-xGexI3矿薄膜的合成.
- 在环境空气暴露下结构稳定的表征.
- 测量格子导热性的测量.
- 密度函数理论 (DFT) 模拟来分析音声行为.
主要成果:
- CsSn1-xGexI3薄膜表现出显著改善的稳定性,在长时间暴露在空气中后保留了所需的黑色形相.
- 替代物在表面首选氧化,保护大宗锡免受氧化.
- 格子的导热率在353 K.的温度下大幅降至0.26 ± 0.01 Wm^-1K^-1对于CsSn0.9Ge0.1I3.
- DFT模拟显示,Ge兴奋剂引入了更多的低频声模式,增强了声散射,减少了声组速度和寿命.
结论:
- 在CsSnI3矿中,用Ge (II) 部分替代Sn (II) 会提高环境空气的稳定性.
- 基因化是一种有效的策略,可以显著降低化氧化矿中晶格导热率.
- 这些发现提供了关于降低热导率的起源和B位化矿的稳定性改善的见解,为先进的热电材料铺平了道路.
