發現高性能SnTe基熱電材料

新材料及其應用

熱電材料是能夠實現熱能與電能直接相互轉換的新能源材料，在熱電制冷和廢熱發電等方面有著廣泛的應用前景，對于提高現有能源利用率和緩解能源危機有重要作用。相比于傳統熱電材料PbTe，SnTe由于其廉價、環保等優勢而被廣為關注。然而由于其極低的賽貝克系數（seebeck coefficient）長久以來SnTe的最高以及平均熱電轉換效率都遠低于PbTe。 文章指出在銦元素摻雜引入共振能級的情況下，將SnTe與AgSbTe2復合，從而在優化材料功率因子的同時，降低了材料的晶格熱導率。此外，透射電鏡表明兩者是以完全固溶的形式而非兩相復合的形式存在。最終，在873K時的最高zT優值達到1.3，并在323K-873K溫度區間內的平均zT優值達到0.84，是本征SnTe的3.44倍，為目前該體系平均zT值的最高水平。這種將引入共振能級和多相固溶結合起來的方法，也為提升其他體系熱電材料的性能指出了一個值得嘗試的方向。

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