《铸造技术》

文章标题:三元 PbBi2S4 凝固生长与热电性能研究

文章作者:刘 伟 1,3 ,陈 彪 2 ,肖 钰 1
关 键 字:PbBi2S4 晶体铸锭;晶界;迁移率;功率因子;ZT 值
文章摘要:
三元 PbBi2S4 是一种具有本征低晶格热导率的潜力热电材料,但低的电传输性能制约了其热电性能。 本工作 利 用 Bridgman 法 制 备 了 高 质 量 的 三 元 PbBi2S4 晶 体 铸 锭 , 由 于 减 少 晶 界 密 度 , 降 低 晶 界 对 载 流 子 传 输 阻 碍 ,电 传输性能大幅度提升。 通过优化生长条件获得不同质量的三元 PbBi2S4 晶体铸锭,最优加权载流子迁移率从 多晶中 15 cm2 /(V·s)提升到 56 cm2 /(V·s),使三元 PbBi2S4 晶体铸锭的最大电导率和功率因子分别达到 1 049 S/cm和 4.6 μW/(cm·K2 ),相比多晶 PbBi2S4 样品分别提高了 850%和 ~64%。 最终,PbBi2S4 晶体铸锭的最大 ZT 值在 773 K 温 度下达到 0.61。 结果表明,通过凝固生长高质量晶体铸锭能显著优化三元 PbBi2S4 化合物全温区热电性能。