工业区化P型BiSbTe合金的热电性能和稳定性,具有高Te兴奋剂
Weiqiang Cao1, Jianan Lyu1, Ziao Wang1
1State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China.
ACS applied materials & interfaces
|February 24, 2025
概括
将多余的 (Te) 添加到p型 antimony telluride (BiSbTe) 合金中,可以提高热电性能,但由于Te二级阶段和NiTe颗粒生长,会降低热稳定性和设备可靠性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 热电学是一种热电学.
- 固态化学 固态化学
背景情况:
- P型BiSbTe合金对于热电应用至关重要.
- 过量的Te经常被添加以提高性能,但其对工业生产,热稳定性和设备可靠性的影响尚未完全理解.
研究的目的:
- 调查过多的Te兴奋剂对区域化p型BiSbTe的热电性能和热稳定性的影响.
- 评估包含这些材料的热电器件的可靠性.
主要方法:
- 区域化用于制备p型BiSbTe,含Te含量不同.
- 在不同温度下测量了热电性能 (ZT).
- 进行了回火试验,以评估热稳定性.
- 使用加速寿命测试和化学处理来测试设备的可靠性.
- 传输电子显微镜 (TEM) 和电子探针微分析 (EPMA) 用于微观结构分析.
主要成果:
- 3重 % Te 兴奋剂将最大 ZT 从 0.94 增加到 1.11 ,但将峰值性能温度转移.
- 在380°C的化将ZT降低到0.98,而在250°C的长时间化导致8%的减少.
- 与未经处理的设备 (5.07%) 相比,化学处理的设备显示出明显更高的ACR变化率 (近11%) .
- TEM/EPMA揭示了Te和Ni在屏障层形成NiTe粒,导致空隙,裂和增加界面阻力.
结论:
- 虽然过多的Te可以增强p型BiSbTe的峰值ZT,但它会损害热稳定性和设备可靠性.
- 在接口上形成Te二次相和NiTe颗粒对设备的长期性能有害.
- 需要进一步的研究,以减轻这些降解机制的实际应用.
