反掺杂是优化GeTe中过高载流子浓度的一种有效策略,但它会损害载流子输运并降低迁移率,从而限制了提高ZT的潜力。近日,四川大学昂然、Sun Qiang提出了一种克服该挑战的新方法,即在Cu2Te合金(Ge0.84Cd0.06Pb0.10Te)中实现了赝立方GeTe、Cu2Te和PbTe相之间的多相相干纳米界面网络,并且具有有效的Cu离子离域。
本文要点:
1) 这种设计选择性调控电荷载流子和声子输运,导致迁移率增加和载流子浓度优化,从而有助于提高功率因数,即在653 K下具有≈0.33 W m−1 K−1的超低晶格热导率。因此,在(Ge0.84Cd0.06Pb0.10Te)0.99(Cu2Te)0.01中,803 K下的峰值ZT≈2.22,303至803 K的平均ZT≈1.40。
2) 在制造的7对热电模块中,作者在400 K的温差下实现了≈1.47 W cm−2的高功率密度。此外,作者组装了一个热电能量收集阵列装置,并展示了其在激光非辐射能量收集和非接触式热补偿中的应用潜力。
Jianglong Zhu et.al Multiphase Coherent Nanointerface Network Enhances Thermoelectric Performance for Efficient Energy Conversion and Contactless Thermosensation Applications in GeTe Adv. Energy Mater. 2024
https://doi.org/10.1002/aenm.202402552