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Enhanced figure of merit for famatinite cu_(3)sbse_(4)via band structure tuning and hierarchical architecture

Journal of Materiomics 2023年第6期9卷 1263-1272页

作者： Lijun Zhao Haolin Ye Xinmeng Wu Jian Yang Lihua Yu Zhongqi Shi Shahid Hussain Guanjun Qiao Junhua Xu Bangzhi Ge Li Wang Chongjian Zhou School of materials Science and Engineering Jiangsu University of Science and TechnologyZhenjiang212100JiangsuChina State Key Laboratory of Solidification Processing Key Laboratory of Radiation Detection Materials and DevicesMinistry of Industry and Information TechnologyNorthwestern Polytechnical UniversityXi'an710072ShaanxiChina School of materials Science and Engineering Jiangsu UniversityZhenjiang212013JiangsuChina State Key Laboratory for Mechanical Behavior of materials Xi'an Jiaotong UniversityXi'an710049ShaanxiChina

The p-type Te-free cu_(3)sbse_(4)with famatinite structure is a potential candidate for thermoelectric materials due to the low cost and eco-friendly constituent ***,its strong bipolar effect and high lattice thermal conductivity(klat)are the main challenges for its performance ***,we report a new strategy to enhance its figure of merit zT~0.86 at 673 K for cu_(3)Sb_(0.95)Fe_(0.05)Se_(2.8)S_(1.2)via band structure tuning and hierarchical ***,S substituted Se atoms in lattice can widen the band gap to alleviate the bipolar ***,Fe doping in Sb site significantly increases the density of states,thus increasing the carrier effective mass,and obtaining a remarkably high Seebeck coefficient of~560 mV/K at 300 ***,the induced hierarchical architecture defects resulting in a minimum klat of~0.48 W·m^(-1)·K^(-1)at 673 ***,the improved Seebeck coefficient combined with low thermal conductivity leads to an enhanced zT.

关键词： cu3sbse4-based materials Defects Band gap Thermoelectric properties Solid solution

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