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在中温下,能带会聚和载流子传输对增强Ga掺杂的Cu2Te的热电性能的协同作用。
Scientific Reports ( IF 3.8 ) Pub Date : 2019-06-03 , DOI: 10.1038/s41598-019-43911-2
Sayan Sarkar 1 , Prashant K Sarswat 1 , Shrikant Saini 2 , Paolo Mele 3 , Michael L Free 1
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高性能热电材料的最新进展由于其将热能直接转化为有用电的能力而受到了前所未有的关注。碲化铜(Cu 2 Te)是硫族化物家族的一员,它已成为具有低热导率和高热电(TE)性能的最先进的热电材料,但是,这种材料仅在非常低的温度下才具有出色的传输性能。高温。在这项研究中,我们通过第一性原理计算和实验验证研究了Ga掺杂对TE性能的协同效应。DFT(密度泛函理论)计算预测,Ga掺杂在相当大的范围内会提高Cu的电导率和塞贝克系数2 Te。通过简单的直接退火在1120ºC(〜1/4 th)下比48小时的持续时间短的简单直接退火实验合成Ga掺杂的Cu 2 Te,比以前的工作和随后的热电特性得到了验证。增强的电导率,热功率和适度的热导率导致在3%原子百分比的Ga掺杂(Cu 1.97 Ga 0.03 Te)中具有最佳的TE性能,在600 K下的ZT值为0.46,几乎是原始Cu 2 Te的三倍。在这个温度范围内。这项全面的研究为开发具有增强ZT的新型低成本和高能效TE材料提供了平台 中温应用中的性能。





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更新日期:2019-06-03
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