[Giới thiệu]

TừHơn 160 năm trước, Bequerel và cộng sự đã công bố loại Cu dựa trên p-type.₂Kể từ khi thực hiện bằng chứng về khái niệm TEG 30 leg cho hợp kim Cu-Ni-Zn loại S và n, máy phát điện nhiệt điện (TEG) đã đạt được độ trưởng thành công nghệ khá cao (TRL). Tuy nhiên, bất chấp sự phát triển ban đầu này, năng lượng tái tạo này không được sử dụng nhiều. Nguyên nhân chính của tình trạng này là (i) không hiệu quả của triglycol, (ii) chi phí sản xuất và (iii) chi phí của vật liệu nhiệt điện dựa trên. Một giải pháp cho vấn đề thứ hai là tìm kiếm các vật liệu Tellurium mới dựa trên các yếu tố không quan trọng và tốt nhất là tự nhiên ở dạng khoáng chất. Khối tứ diện, nguyên mẫu của loại vật liệu mới này, gần đây đã được chứng minh là có tính chất TE cao.

[Giới thiệu kết quả]

Để giảm chất bán dẫn nhiệt điệnĐộ dẫn nhiệt của CoSbS, chúng tôi cố tình đưa sự mất trật tự nguyên tử vào cấu trúc của nó. Các tính toán của lý thuyết hàm mật độ (DFT) cho thấy rằng việc thay thế lưu huỳnh bằng selen có thể dễ dàng đạt được bằng thực nghiệm do năng lượng hình thành các khuyết tật điểm thấp hơn. CoSbS với 0 ≤ x ≤ 1_1−xNhìn_xCác phức hợp được tổng hợp bằng phản ứng pha rắn. ởTrên thiết bị LSR-3 của Linseis, điện trở suất và hệ số Seebeck được đo trong bầu không khí heli 340K-733K. Ngoài giai đoạn paraperovskite dự kiến của điện bán dẫn, chúng tôi đã quan sát thấy sự xuất hiện của giai đoạn perovskite bán kim loại, điều chưa bao giờ được báo cáo trong thực nghiệm. Phương pháp lý thuyết và thực nghiệm phân bón chéo này cho phép chúng tôi giảm 50% độ dẫn nhiệt của paracalcium titanite, do đó đạt được zT=0,62 tại 730K. Điều này làm cho CoSbS hoàn toàn mới này_1−xNhìn_xTối ưu hóa hơn nữa và các ứng dụng tiềm năng của hợp kim trong các ứng dụng nhiệt điện là rất hấp dẫn.

(Ảnh minh họa)

Sơ đồ1: CoSbS_1-xNhìn_xBiểu đồ nhiệt độ. Những cân nhắc về mặt lý thuyết cho thấy có một khoảng trống hỗn hợp. Khu vực một pha bao gồm nồng độ hợp kim thấpCoSbS_1-xNhìn_x（Hợp kim Pbca) và CoSbS ở nồng độ hợp kim cao_1-xNhìn_x（Pnm2₁Hợp kim.

Sơ đồ2: CoSbS_1-xNhìn_xNhiệt độ phòng hợp kimBiểu đồ nhiễu xạ tia X. X thay đổi từ 0 đến 1. Chỉ hiển thị các đỉnh có cường độ tương đối lớn hơn 10%.

Sơ đồ3: Đơn vị tương đối khối lượng tế bào V/V như một hàm hàm lượng selen danh nghĩa₀Diễn biến.

Sơ đồ4: Te pha tạp CoSbS_1-xNhìn_xđiện thoại bàn phím (a) Hệ số Seibeck, (b) Độ dẫn, (c) Hệ số công suất, như một hàm của x và nhiệt độ đo.

Sơ đồ5: Kết hợp Tellurium CoSbS_1-xNhìn_xmạc đường ruột muqueuses digestives (a) Mối quan hệ hàm giữa độ dẫn nhiệt của mạng tinh thể và nhiệt độ, (b) mối quan hệ hàm giữa đóng góp electron của tổng độ dẫn nhiệt và nhiệt độ.

Sơ đồ6: pha trộn Tellurium CoSbS_1-xNhìn_xcủaMối quan hệ chức năng của zT với x và đo nhiệt độ

Sơ đồ7: Tham số tương đối a/a₀、B / B₀、C / C₀vàV / V₀nhiệt độ (a) Titanite paracalcium, (b) Titanite canxi.

[Kết luận]

Kết quả cho thấy hợp kim hóa lưu huỳnh selen là giảmMột phương pháp hiệu quả của hệ số dẫn nhiệt tổng thể của hệ thống CoSbS-CoSbSe. Sự hợp kim này có thể gây ra sự mất trật tự nguyên tử quan trọng ở các vị trí lưu huỳnh, từ đó dẫn đến cơ chế tán xạ phonon hiệu quả. Mặt khác, vì S và Se là các electron tương đương, hợp kim hóa này có ít ảnh hưởng đến tính chất vận chuyển electron, ngoại trừ Se._Sb Bên ngoài sự xuất hiện của những thiếu sót trong pha tạp. Với phương pháp này, chúng ta có thể tăng khoảng 35% tính chất nhiệt điện (zT), cho thấy tiềm năng phát triển mạnh mẽ của các hợp chất như vậy. Cuối cùng, chúng tôi muốn nhấn mạnh rằng nghiên cứu này minh họa rõ ràng như thế nào sự giao thoa giữa tính toán lý thuyết và đo lường thực nghiệm có thể làm tăng sự hiểu biết về các hệ thống vật liệu phức tạp và đẩy nhanh việc xác định và tối ưu hóa các hợp chất liên quan đến các ứng dụng chuyên dụng.