Year: 2019
Type: article
Abstract: 热电转换技术的核心问题主要是寻求高热电优值(ZT)的材料。高优值热电材料应该具有"声子玻璃-电 子晶体"的特点, 即具有低的热导率、高的电导率和温差电动势(Seebeck 系数) [1] , 但是这些特点在一个简单 的晶体材料中难以同时满足, 因为三个热电参数之间相互耦合, 优化一个参数就会导致其他参数的恶化 [2] 。 在 复杂的晶体材料中, 不同的结构模块可以分别对热电输运起主导作用, 有利于热电性能的解耦和优化, 填充 型方钴矿、Cu 2 Se 基离子导体、BiCuSeO 和新型 Zintl 化合物等都是实现这类调控的典型例子 [3-5] 。 在过去的十几年间, 追求高优值热电材料的努力一度使纳米结构热电材料成为焦点 [2-3] 。这方面的研究 最初来源于一个猜想：低维材料比块体材料具有更强的热电性能。事实上, 纳米结构对电性能的改善非常 有限, 仅仅提供了更多散射不同波长声子(降低热导率)的可能性, 包括质量波动、晶界、应变等在不同温度 区间起作用的多重散射机制, 使人们可以在多尺度层面上增强声子散射, 比电子散射更有效。 尽管增大热电优值一直是热电学研究的中心任务, 但近年来热电材料的环境相容性和原料成本也引起 了越来越多的关注。好的热电材料不仅应该具有高的热电优值, 还需要由无毒、来源丰富的元素组成, 具有 优良的化学稳定性和热稳定性, 满足实用的要求。目前用于热电发电和制冷的性能优异的热电材料大多是 半导体碲化物, 如 Bi 2 Te 3 , PbTe 和 GeTe-AgSbTe 2 等 [ 3,6]
Source: Journal of Inorganic Materials
DOI: 10.15541/jim20180800
Author: ZHU Tie-Jun
Language: English
Subfield: Materials Chemistry
Field: Materials Science
Domain: Physical Sciences
Open Access status: diamond
OpenAlex ID: W2922146946