由于缺乏有效的性能增强策略和掺杂/合金化剂,n型SnSe热电的发展受到了严重阻碍。在此,首尔大学In Chung、韩国化学技术研究所Jino Im通过同时掺入Pb和Cd,在Pnma和Cmcm SnSe相中实现导带电子和声子结构的同时设计。
本文要点:
1) 作者发现,它们通过会聚带的最小值和增加有效质量(m0)来增强两相中导带边缘附近的态密度,从而增强塞贝克系数(S),并不损害导电性。由于仅二价Pb和Cd阳离子减少了Sn空位,尽管m0和|S|增加,但载流子迁移率略有下降。
2) 晶格中的四面体Cd和Pb显著调节散射声子输运性质,从而显著降低热导率。因此,提高的功率因数和降低的热导率在873K下实现了极高的热电(TE)品质因数ZT,约为2.23。
Sejin Byun et.al Simultaneously engineering electronic and phonon band structures for high-performance n-type polycrystalline SnSe Joule 2024
DOI: 10.1016/j.joule.2024.02.013
https://doi.org/10.1016/j.joule.2024.02.013