Le matériau de conversion thermoélectrique peut être réalisé de l'énergie thermique et de l'énergie électrique directement conversion a des applications importantes du pouvoir spécial aéronautique / gestion du flux de chaleur, la chaleur / cogénération et de l'art de réfrigération portable. Propriétés thermoélectriques à la figure adimensionnel de mérite (ZT = S2σ T / κ) caractérisé par une grande efficacité de conversion doit améliorer le facteur de puissance matériel S2σ autant que possible et de minimiser la κ de conductivité thermique. récemment, autour SnSe SnTe et d'autres types d'environnement convivial de nouveaux matériaux thermoélectriques, Institut Ningbo de la technologie des matériaux et en génie, l'Académie chinoise de fabrication de pointe L'équipe de matériaux et de dispositifs fonctionnels optoélectroniques est étroitement intégrée à la théorie et à l'expérience, et a mené une série de travaux de recherche sur la régulation des propriétés thermoélectriques.
En 2014, le nouveau matériau thermoélectrique SnSe rapporté par le magazine Nature a une très faible conductivité thermique (0.3W -1K-1) Et la valeur ZT maximale actuelle (2.6), cependant, les chercheurs ont constaté que la performance ultérieure du SnSe de matériaux thermoélectriques sont très variables et une faible reproductibilité. Par conséquent, le niveau de l'équipe a développé un procédé en phase vapeur, une préparation unique de haute qualité SnSe cristal, et sa mesure transport de porteurs intrinsèques, et de phase de porteuse de transport phonon réalisées changement connexe. trouvé, seul cristal SnSe à température ambiante une conductivité thermique intrinsèque de 2,0 W -1K-1, réduite à 0.55W à 773K -1K-1Cette étude présente une concentration de porteurs de changement de phase avant et après SnSe, la variation de la mobilité, de la masse effective, et de déformation constantes possibles avec la température, et un seul modèle de bande parabolique décrit intrinsèque transport de support approprié de SnSe Comportement, indiquant ainsi les idées de contrôle des performances de SnSe et une prédiction raisonnable de la performance thermoélectrique optimisée par SnSe Résultats de recherche apparentés publiés dans ACS Energy Lett.
l'ingénierie de bande interdite est un moyen efficace de réguler les propriétés électriques des matériaux thermoélectriques. Dans des travaux antérieurs, l'équipe a été à travers une « bande dégénéré de valence » et « niveau de résonance » Deux types de projets d'énergie avec un mécanisme pour obtenir des propriétés thermoélectriques optimisation SNTE et claire à de faibles concentrations et la quantité de Mg, Mn, Cd et Hg, ou analogue, peut être co-dopée avec deux types de mécanisme de régulation sera synergie, le rendement thermoélectrique obtenu améliorer région de température SnTe plus grande. par l'équipe chaude l'étude in-Hg échantillons de co-dopée SnTe, ont confirmé les deux mécanismes de régulation synergique améliore de manière significative le coefficient Seebeck. d'autres études ont montré que la température augmente le contrôle du niveau de résonance de la bande et la synergie va progressivement en un effet compétitif. préparation de matériaux thermoélectriques peuvent enrichir la connotation avec l'ingénierie de conception, les résultats de recherche publiés dans J. Materiomics.
La conception est un moyen efficace de régulation de matériau de transport de phonon. L'équipe inséré entre une petite quantité de couches Na MoS2, en particulier dans le matériau en couches du matériau thermo-électrique, la conductivité thermique réseau pour parvenir à une réduction significative de la recherche, intercalés MoS Na 2La réduction de la conductivité thermique treillis principalement dans deux aspects, l'un est de réduire la fréquence des phonons, et le second est d'augmenter la branche de fréquence de phonons local. Na intercalée MoS 2Après les interactions faibles phonons améliorées anharmoniques, mais ajoute également plusieurs canaux de diffusion phonon, de sorte que la durée de vie réduite phonon 1-2 ordres de grandeur. Cette étude est similaire à la régulation de la conductivité thermique du matériau thermo-électrique pour fournir une profondeur Compréhension et idées réalisables, des résultats de recherche pertinents ont été publiés sur J. Phys.
L'étude a été financée par la Commission nationale du Fonds Zirankexue, les principaux programmes de R & D de l'État, la province du Zhejiang Fonds exceptionnel de la jeunesse, Zirankexue Zhejiang Ningbo la science et de la technologie du Fonds d'innovation et de l'autre équipe.
Figure 1. Préparation de monocristal de SnSe et valeur thermoélectrique
Figure 2. Coefficient de Seebeck augmenté dans SnTe co-dopé In & Hg
Figure 3. Conductivité thermique du treillis du MoS2 intercalé par Na
