CuBiTeSSe热电材料的微观结构与热电性能

作     者：马正青 杨明杰 

作者机构：中南大学材料科学与工程学院 

出 版 物：《中国有色金属学报》 (The Chinese Journal of Nonferrous Metals)

年 卷 期：2022年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

摘      要：通过合金设计、真空熔炼、快速凝固、球磨制粉、冷压成形和常压烧结工艺，制备了Cu、S掺杂的n型BiTeSe热电材料；用XRD、SEM和ZEM-3热电测试系统等等技术表征了热电材料晶体结构、微观形貌和热电性能；研究了Cu、S掺杂的n型BiTeSe热电材料热电性能机理。结果表明：CuBiTeSSe热电材料晶体结构为R-3m 空间群斜方晶系的六面体层状结构；Cu掺杂形成Cu·· i间隙缺陷和Bi′ Te反位缺陷，载流子浓度增加，迁移率降低，电导率显著增大；S掺杂增强声子对声子散射和点缺陷对声子散射、减小少数载流子浓度及双极扩散过程减慢，晶格热导率和双极扩散热导率降低，总热导率明显降低，抑制塞贝克系数的减少；Cu、S共掺杂的协同作用，n型CuBiTeSSe热电材料电导率增大，热导率基本不变，ZT值和功率因子显著提高；在300 K～400 K 温度范围内，CuBiTeSSe的电导率约：7.0×10S/m，塞贝克系数约：220 μV·K，功率因子约：2.4 mW·m·K，ZT值约：1.0。可广泛应用于低温尤其室温条件下的热电制冷和温差发电。