富Sn对p型掺杂Cu2SnS3热电性能的影响文献综述
2020-04-29 07:04
1. 研究背景及意义 在世界范围内对清洁能源的需求的推动下,热电材料受到越来越多的关注1。
基于塞贝克效应或珀耳帖效应,热电材料可分别用于发电或制冷。
热电材料使用材料内的电荷载体作为工作介质,因此可以实现无振动和无辐射的解决方案,实现热电之间的直接转换。
最大的挑战是提高转换效率,转换效率主要受材料的无量纲品质因数限制,ZT = S2T /ρ(κE κL),其中 S 是塞贝克系数,ρ是电阻率,κE 和κL 是电子和晶格对导热 系数的贡献,T 是绝对温度。
由于 S,ρ和κE 之间的强耦合,直接改善ZT的策略是通过功率因数 S2 /ρ提高电性能并降低独立材料特性,晶格热导率κL。
最近由波段工程概念2,3,4,5,6,7,8证明有效,同时也可以通过一些方法来完成,包括纳米结构9,10合金化11,12和晶格非谐性13,14。
传统的高ZT值热电材料多含有自然丰度低的元素(Pb、Te、Bi、As、Ag等),其毒性大且抗氧化性低,增加了技术难度和成本,也对环境不够友好。
为此,我们需要改善材料的安全性、高温抗氧化性以及原料的可获得性,从而将目光投向了一种稳定性好、无污染的高性能热电材料:硫化物体系。
硫化铜锡(Cu2SnS3,CTS)是一种环保的硫化物热电材料,由于其声子-电子-晶体的特性,近年来引起了人们的广泛关注。
2. CTS热电材料简介 三元硫化物Cu2SnS3作为一种优秀的p型环保热电材料,近年来在光伏领域得到了广泛的研究。
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