在Cu合金 n-Type Bi_2-x Sb_x Te₃热电材料中的功率因子和ZT优化的微结构工程

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:

• 土化物 (Bi2Te3) 合金对于室温附近的热电能转换至关重要.
• 优化n型Bi2Te3合金对于与p型对应物实现性能平价至关重要.

研究的目的:

• 使用受控铜 (Cu) 合金调整无n型Bi2−xSbxTe3 (BST) 的热电特性.
• 为了研究的结合和随后的加工对BST的微观结构和热电性能的影响.

主要方法:

• 通过滚球接,然后通过融接进行受控的Cu合金.
• 微结构分析观察Cu的分散和缺陷形成.
• 热电性能测量 (西贝克系数,电导率,热导率) 和功率图 (ZT) 计算.

主要成果:

• 球磨机提高了西贝克系数,但由于Cu沉而降低了导电性.
• 旋恢复了导电性,促进了均的Cu分散,并引入了有益的点缺陷.
• 实现了网格导热率的降低和在室温附近改善的ZT值.
• 一个带有0.1%重量%合金BST的热电装置在450K的输出功率上显示出20%的增加.

结论:

• 合金和微结构工程是优化n型BST的有效策略.
• 开发的方法提高了热电性能和输出功率,特别是在室温附近的应用中.