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人工晶体学报2025年第11期:碘掺杂和多尺度结构设计提高n型碲化铅的热电性能

来源:期刊VIP网 时间:


作者:陈继虎;路亚妮;聂兮;

单位:湖北工程学院土木工程学院;湖北工程学院新技术学院;

摘要:相比较p型碲化铅,n型PbTe热电性能较差,阻碍了其在中温热电应用领域的发展。本研究通过水热法合成了碘掺杂纳米级PbTe_(1-x)I_x粉体,并结合退火和放电等离子体烧结(SPS)技术制备了多尺度结构的n型PbTe_(1-x)I_x,实现了电子-声子解耦,优化了电性能和热性能。碘掺杂所形成的固溶体在保证载流子高迁移率的同时,提高了载流子浓度,使n型PbTe_(1-x)I_x具有较高的功率因子;同时,多尺度结构对声子的散射使材料拥有较低的晶格热导率。因此,n型PbTe_(1-x)I_x的ZT值得到了大幅度提升,在650 K时ZT值达到了1.29。

关键词:n型碲化铅;;水热法;;碘掺杂;;多尺度结构;;热电性能

基金资助:国家自然科学基金(41907259)