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南方科技大學
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PbTe基熱電材料

2021-04-13 00:00:00
云上高博會 http://www.a00n.com
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所屬領域:
新材料及其應用
項目成果/簡介:

PbTe材料體系作為p型熱電材料有著優異的性能,不但呈現出較高的熱電優值ZT=2.3@923K(Energy Environ. Sci., 2015, 8, 2056),并且在室溫到900K的溫度范圍擁有較高的平均熱電優值ZTave=1.56,因而其理論發電效率可達20.7%(Nat. Commun. 2014, 5, 4515

)。這兩篇論文從不同的方法和機制出發,在n型PbTe研究上實現了重大突破,極大地平衡了n型PbTe相較于p型材料性能的劣勢。

第一篇論文中,該團隊研究發現:通過InSb的復合及實驗條件的控制,有效地在PbTe基體材料中引入多相納米結構,可同時優化該材料體系的熱、電輸運性能。一方面,納米相和基體之間的能量勢壘(勢阱)可以通過能量過濾效應提高Seebeck系數,進而增強功率因子;另一方面,多重納米相的引入增強了界面處的聲子散射可降低晶格熱導率。最終,在n型PbTe-4%InSb復合材料中,獲得極高的熱電優值ZT=1.83(773 K),是目前n型PbTe材料體系中的最高值。


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