Nos últimos anos, com alguns novos efeitos e novos mecanismos de transporte termoelétrico propostos e desenvolvidos, também foram descobertos muitos novos sistemas de materiais termoelétricos de alto desempenho, dos quais, compostos estruturais semelhantes a diamantes derivados da estrutura de diamante, devido aos elementos atômicos Devido ao diferente radio e valência química, a estrutura cristalina do material é distorcida da estrutura cúbica de diamante para a estrutura não cúbica, e a baixa condutividade térmica inerente e a propriedade elétrica ajustável do composto de estrutura tipo diamante tornam-se um excelente material termoelétrico. Desde 2009, o Instituto de Cerâmica de Xangai, equipe de pesquisa termoelétrica da Academia Chinesa de Ciências pela primeira vez relatou compostos quaternários Cu 2CdSnSe 4E Cu 2ZnSnSe 4De compostos semelhantes a diamantes atraíram muita atenção no campo da pesquisa termoelétrica. Até agora, foram relatados mais de 20 tipos de compostos estruturados com diamantes, dos quais as propriedades piroelétricas de vários materiais de tipo p estão acima de 1, No entanto, a figura termoelétrica do mérito de compostos de tipo n-tipo tipo diamante é geralmente baixa, o que limita o desenvolvimento de dispositivos termelétricos compostos de estrutura diamantada eficiente.
Recentemente, um pesquisador associado do Xangai Silicate Institute, Chou Pengfei, pesquisador Shi Xun e Chen Lidong, juntamente com Yang Jiong, professor da Universidade de Xangai, descobriram um composto de n-tipo de alto desempenho com condutividade térmica e propriedades elétricas de rede intrinsecamente baixa Agente de Composto de Estrutura de Diamante 2Em 900K, AgInSe 2O maior rendimento termoelétrico do composto base atingiu 1,1, o melhor CuGaTe relatado até agora 2, CuInTe 2E outros compostos estruturais semelhantes a diamantes de tipo p. Na base disso, a equipe de pesquisa pela primeira vez preparou uma exibição de boas perspectivas para a aplicação de componentes termoelétricos de compostos semelhantes a diamantes.
O AgInSe2 tem uma faixa de cerca de 1,2eV, a pesquisa anterior sobre o AgInSe2 focada principalmente no campo da optoeletrônica. Verificou-se que o AgInSe2 possui uma condutividade térmica de rede muito menor do que outros compostos estruturais semelhantes a diamantes. Na temperatura ambiente, AgInSe 2Da condutibilidade térmica da rede de apenas 0,99 W m-1K-1, e os cálculos de princípios iniciais de vidro amorfo mostram que, AgInSe 2O espectro de Phonon da existência de um grande número de ramos ópticos de baixa freqüência, forte dispersão e sua freqüência próxima ao fonema de fonão, está levando a AgnSe 2A razão fundamental da condutibilidade térmica de baixa rede. Estudos adicionais descobriram que esse ramo óptico de baixa freqüência da vibração sinérgica "Ag-Se cluster" em AgInSe 2Na estrutura cristalina, Ag e Se estão ligados por fortes ligações químicas, e In e as ligações químicas dos dois átomos são fracas. Por isso, Ag e Se podem formar "cluster Ag-Se" com massa total maior, A força de encadernação é fraca e, portanto, mostra pouca freqüência de vibração de phonon, por outro lado, pelo AgInSe 2Na introdução de vagas de Se ou na introdução de Ag doping de Ag do elemento, a condutividade pode ser alcançada aumento de ordens de magnitude. Estudos preliminares mostraram que, com uma pequena quantidade de Agencia de Vagas 2A figura termoelétrica do mérito atingiu 1,1 a 900K.
Baseado em AgInSe de n-tipo de alto desempenho 2Os compostos e a equipe de pesquisa relataram anteriormente CuInTe de tipo p 2Composto baseado (J. Mater. Chem. A, 2016, 4, 1277), o estudo, pela primeira vez, preparado com dois pares de estrutura termoelétrica de pares isolados de dispositivos termoelétricos compostos com diamantes usando tecnologia de chapeamento e brasagem, o single termelétrico único de sucesso A junção fria e a junção a quente estão conectadas, respectivamente, ao eletrodo Ni e ao eletrodo Mo-Cu. Os resultados dos testes preliminares mostram que a potência máxima de saída do dispositivo é de 0,06 W a uma diferença de temperatura de 520 K. Se a resistência de contato e a resistência térmica do contato na interface do dispositivo puderem ser otimizadas, O seu desempenho será ainda melhorado.
Os resultados relevantes da pesquisa foram publicados na Advanced Science, que é financiada pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, projetos-chave de implantação da Academia Chinesa de Ciências, a Associação de Promoção da Inovação Juvenil e o Programa Xangai Excellence Leader Leader.
Figura 1. (a) Figura de mérito termelétrico para compostos de tipo diamante AgInSe2 de tipo n, (b) Primeiro dispositivo termoelétrico composto de estrutura tipo diamante
Figura 2. (a) Espectro de Phonon do composto de estrutura tipo diamante AgInSe2 tipo n, (b) condutividade térmica da rede
