多掺杂协同调控碲化锡热导率和功率因子提升热电性能

• 作者: 刘国强 吴庆松 徐静涛 李苗苗 檀小芳 王泓翔 端思晨 蒋俊 谈小建 邵和助
• 来源期刊: 无机材料学报
• 学科: 工学
• 关键词: 碲化锡 热电性能 共振态 晶格热导率
• 年，卷（期）: 2019,（3）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 335-340
• 页数: 6页
• 分类号: TQ174
• 字数: 788字
• 语种: 中文
• DOI: 10.15541/jim20180273

摘要

碲化锡(SnTe)是一种碲化铅的无铅替代物,在热电领域有广阔的应用前景.但是,纯相碲化锡样品具有较高的热导率与较低的塞贝克系数,导致热电性能较差.本研究通过多重掺杂可以显著降低热导率,提升塞贝克系数,从而提升热电性能.SnTe热压样品的晶格热导率随着Se和S的引入明显降低,比如SnTe0.7S0.15Se0.15室温下晶格热导率仅为0.99 W.m–1.K–1.透射电子显微镜显示,SnTe掺杂样品内存在大量的纳米沉淀相与晶格位错.在此基础上,掺杂In在价带顶引入共振态大幅提高了样品的塞贝克系数.实验表明通过多重掺杂可以有效提升碲化锡的热电性能,其中样品Sn0.99In0.01Te0.7S0.15Se0.15在850 K时峰值ZT值达到0.8,这说明碲化锡的确是一种有应用前景的中温区热电材料.