《铸造技术》

文章标题:AgSb0.96 Q0.04 Te2 (Q = Ge、Zn、Cd、Sn、Pb)载流 子输运行为调控与热电性能优化

文章作者:李若琰,葛邦治,周重见
关 键 字:AgSbTe2;阳离子位元素掺杂;功率因子;热电性能
文章摘要:
AgSbTe2由于其固有的极低热导率与较大的塞贝克系数,在中低温发电应用中具有很大的潜力。 但是由于 本征低载流子浓度和阳离子的无序性导致材料的低电荷迁移率, 并且二者存在强烈的耦合关系,AgSbTe2体系电学性 能一直未能有效提升。本文通过向Sb离子位点掺杂二价元素,制备了一系列AgSb0.96 Q0.04 Te2 (Q=Zn、Sn、Ge、Pb、Cd)热电 化合物,成功实现了载流子浓度与载流子迁移率之间的解耦,进而大幅提升了AgSbTe2热电性能。 研究发现,Pb元素的 掺杂可优化p型AgSbTe2的载流子浓度,同时提升载流子迁移率,进而大幅提升电学性能。相应的最大电导率和功率因 子在548K 时分别达到229S/cm 和 15.1μW/(cm·K2), 相比未掺杂 AgSbTe2 样品分别提升了108%和 44%。 最终, AgSb0.96 Pb0.04 Te2 晶体在 298 与 548 K 下 zT 值分别达到了 0.60 与 1.53,且在 298~598K 内平均 zT 达 1.10。