In den letzten Jahren wurden mit einigen neuen Effekten und neuen Mechanismen des thermoelektrischen Transports, die vorgeschlagen und entwickelt wurden, viele neue thermoelektrische Hochleistungssysteme entdeckt, von denen diamantartige Strukturverbindungen aufgrund der atomaren Elemente von der Diamantstruktur abgeleitet sind Aufgrund des unterschiedlichen Radius und der chemischen Wertigkeit ist das Kristallgitter des Materials von der kubischen Struktur des Diamanten zu der nicht-kubischen Struktur verzerrt, und die inhärent niedrige Wärmeleitfähigkeit und die einstellbare elektrische Eigenschaft der Verbindung mit diamantartiger Struktur machen es zu einem ausgezeichneten thermoelektrischen Material. Seit 2009, das Shanghai Institute of Ceramics, der chinesischen Akademie der Wissenschaften Thermo-Forschung-Team zum ersten Mal berichtet quartären Verbindungen Cu 2CdSnSe 4Und Cu 2ZnSnSe 4Nachdem die thermoelektrischen Eigenschaften, eine diamantartige Struktur der Verbindung große Aufmerksamkeit auf dem Gebiet der thermo Forschung bis heute erhalten hat, haben sie die thermoelektrischen Eigenschaften gewesen, mehr als 20 Spezies Verbindungen Diamantstruktur berichtet worden, wobei die thermoelektrische Gütezahl mehr als ein p-Typ-Material, und vergleichbare herkömmliche thermoelektrischen Materialien. jedoch ist die Gütezahl n-Typ-Diamant-ähnliche Struktur der Verbindung der Regel gering, was die Entwicklung von effizienter diamantartiger Struktur der Verbindung der thermoelektrischen Vorrichtung begrenzt.
Vor kurzem entdeckte der Shanghai Silicate Research Associate Chou Pengfei, Forscher Geschichte Xun, Chen Lidong mit Shanghai University Professor Yang Jiong, wie die Zusammenarbeit, eine Klasse von High-Performance-n-Typ geringer Eigengitter Wärmeleitfähigkeit und elektrische Eigenschaften geregelt werden können Diamantstrukturverbindung AgInSe 2Bei 900K., AgInSe 2Die höchste thermoelektrische Ausbeute der Basisverbindung erreichte 1,1, das bisher beste CuGaTe 2, CuInTe 2Und andere p-Typ-Diamant-ähnliche strukturelle Verbindungen.Auf der Grundlage dieser, das Forschungsteam zum ersten Mal eine Anzeige von guten Aussichten für die Anwendung von diamantartigen Verbindungen thermoelektrische Komponenten vorzubereiten.
Die Bandlücke von AgInSe2 beträgt etwa 1,2 eV, und die bisherigen Arbeiten zu AgInSe2 konzentrieren sich hauptsächlich auf das Gebiet der Optoelektronik. Es wurde festgestellt, dass AgInSe2 eine wesentlich geringere Gitterwärmeleitfähigkeit aufweist als andere diamantartige Strukturverbindungen. Bei Raumtemperatur AgInSe 2Von der Gitter-Wärmeleitfähigkeit von nur 0,99 W m-1K-1 und amorphen Glasäquivalent-Grundprinziprechnungen zeigen, dass AgInSe 2Phononenspektren der Existenz einer großen Anzahl von niederfrequenten optischen Verzweigungen, starke Streuung und seine Frequenz nahe dem Gitterphonon, führt zu AgInSe 2Der grundlegende Grund für die niedrige Gitter-Wärmeleitfähigkeit.Weitere Untersuchungen haben ergeben, dass diese niederfrequenten optischen Zweige aus dem "Ag-Se-Cluster" synergistische Schwingungen in AgInSe bilden 2In der Kristallstruktur sind Ag und Se durch starke chemische Bindungen verbunden, und In und die chemischen Bindungen der beiden Atome sind schwach. Daher können Ag und Se "Ag-Se-Cluster" mit größerer Gesamtmasse bilden. Die Bindungskraft ist schwach und zeigt somit eine niedrige Phononenvibrationsfrequenz auf der anderen Seite durch AgInSe 2Bei der Einführung von Se-Leerstellen oder der Einführung von Ag-Element-Ag-Dotierungen kann die Leitfähigkeit um Grßenordnungen erhöht werden. Vorläufige Studien haben gezeigt, daß mit einer kleinen Menge an Se-Leerstellen AgInSe 2Die thermoelektrische Gütezahl erreichte 1,1 bei 900K.
Basierend auf Hochleistungs-AgInSe vom n-Typ 2Compounds und das Forschungsteam berichteten zuvor über p-Typ CuInTe 2Verbindungen (J. Mater. Chem. A, 2016, 4, 1277), die erste Studie der diamantartigen Struktur der Verbindung, die zwei thermothermoelektrische Bauelement einzige Dual vorbereitet. Durch Plattieren und Löten Techniken, die erfolgreiche Kopplung der einzelne thermo kalten Ende und heiße Endelektroden sind mit der Ni- und Mo-Cu-Elektrode. vorläufigen Ergebnisse zeigen, dass bei 520K Temperatur, maximale Ausgangsleistung von 0.06W Geräte. als weitere Optimierung der Vorrichtung an der Grenzfläche der Kontaktwiderstand und der Kontaktwiderstand, Seine Leistung wird weiter verbessert.
Die Forschungsergebnisse veröffentlicht in Advanced Wissenschaft. Die Studie wurde von der National Natural Science Foundation of China, Chinesische Akademie der Wissenschaften konzentrieren sich auf die Bereitstellung-Projekt, Jugend Innovation Promotion Association, Shanghai Pläne herausragende akademische Führungskräfte gefördert wurde.
Figure 1. (a) Thermoelektrische Gütezahl für diamantartige AgInSe2-Verbindungen vom n-Typ, (b) Erste thermoelektrische Vorrichtung mit einer diamantartigen Strukturverbindung
Figure 2. (a) Phononenspektrum einer AgInSe2-Verbindung vom n-Typ mit diamantartiger Struktur, (b) thermische Gitterleitfähigkeit
