ताप विद्युत रूपांतरण सामग्री थर्मल ऊर्जा और विद्युत ऊर्जा महसूस किया जा सकता सीधे रूपांतरण है एयरोस्पेस विशेष शक्ति / गर्मी प्रवाह के प्रबंधन में महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों, गर्मी / सह-उत्पादन और पोर्टेबल प्रशीतन कला। योग्यता के आयामरहित आंकड़ा करने के लिए शीतलक गुण (ZT = S2σ टी / κ) उच्च रूपांतरण दक्षता की विशेषता, के रूप में ज्यादा संभव के रूप में शक्ति कारक S2σ सामग्री में सुधार करने और तापीय चालकता κ कम करने के लिए की जरूरत है। हाल ही में चारों ओर SnSe SnTe और पर्यावरण के अनुकूल नई ताप विद्युत सामग्री के अन्य प्रकार, सामग्री प्रौद्योगिकी के Ningbo संस्थान और इंजीनियरिंग, चीनी अकादमी उन्नत विनिर्माण की Optoelectronic कार्यात्मक सामग्री और उपकरणों की टीम को सिद्धांत और प्रयोग के साथ बारीकी से एकीकृत किया गया है, और थर्माइलेक्ट्रिक गुणों के नियमन पर एक शोध कार्य की एक श्रृंखला आयोजित की है।
2014 में, प्रकृति पत्रिका द्वारा रिपोर्ट की गई नई थर्माइलेक्ट्रिक सामग्री SnSe बहुत कम तापीय चालकता (0.3W -1K-1) और वर्तमान अधिकतम ZT मूल्य (2.6), तथापि, शोधकर्ताओं ने पाया कि ताप विद्युत सामग्री SnSe के बाद प्रदर्शन व्यापक रूप से और गरीब reproducibility बदलती हैं। तदनुसार, टीम के स्तर का विकास एक भाप चरण विधि, एक उच्च गुणवत्ता वाले एकल तैयारी SnSe क्रिस्टल, और उसके अंतर्निहित वाहक परिवहन, और phonon परिवहन वाहक चरण माप संबंधित परिवर्तन को अंजाम दिया। पाया, 2.0W के कमरे के तापमान आंतरिक तापीय चालकता पर SnSe एकल क्रिस्टल -1K-1, 773 K पर 0.55W तक कम हो गया -1K-1इस अध्ययन से पहले और SnSe, गतिशीलता की भिन्नता, प्रभावी जन, और तापमान के साथ विरूपण संभावित स्थिरांक के बाद एक चरण में बदलाव वाहक एकाग्रता प्रस्तुत करता है, और एक ही परवलयिक बैंड मॉडल SnSe के आंतरिक उपयुक्त वाहक परिवहन वर्णित व्यवहार, इस प्रकार एसएनएसई के प्रदर्शन नियंत्रण विचारों और एसएनएसई अनुकूलित थर्माइलेक्ट्रिक प्रदर्शन की उचित भविष्यवाणी दर्शाता है। एसीएस एनर्जी लेट् में प्रकाशित संबंधित शोध परिणाम।
Bandgap इंजीनियरिंग ताप विद्युत सामग्री के बिजली के गुणों को विनियमित करने के लिए एक प्रभावी तरीका है। पिछले काम में, टीम के लिए एक तंत्र ताप विद्युत गुण SnTe अनुकूलन प्राप्त करने के लिए, और स्पष्ट साथ ऊर्जा परियोजनाओं के दो प्रकार एक 'पतित संयोजक बैंड' और 'गूंज स्तर' के माध्यम से किया गया है कम मात्रा और मिलीग्राम, MN, Cd और एचजी, या की तरह नियमन तंत्र के दो प्रकार के तालमेल होगा के साथ सह-doped किया जा सकता है की राशि में, ताप विद्युत हासिल प्रदर्शन SnTe बड़ा तापमान क्षेत्र बढ़ाने के लिए। गर्म द्वारा टीम अध्ययन में-एचजी SnTe सह doped नमूने, इस बात की पुष्टि दो नियामक तंत्रों synergistically काफी Seebeck गुणांक में सुधार। आगे के अध्ययन से पता चला कि तापमान बैंड गूंज स्तर पर नियंत्रण और तालमेल धीरे-धीरे एक प्रतियोगी प्रभाव में होगा बढ़ जाता है। की तैयारी ताप विद्युत सामग्री आगे डिजाइन इंजीनियरिंग, जे Materiomics में प्रकाशित एक शोध परिणामों के साथ अर्थ समृद्ध कर सकते हैं।
डिजाइन phonon परिवहन सामग्री के नियमन का एक प्रभावी तरीका टीम ना MoS2 परतों की एक छोटी राशि के बीच डाला है।, विशेष रूप से ताप विद्युत सामग्री की परत वाली सामग्री में, जाली तापीय चालकता अनुसंधान में उल्लेखनीय कमी को प्राप्त करने कि, intercalated राज्यमंत्री ना 2मुख्य रूप से दो पहलुओं में जाली तापीय चालकता को कम करना, एक phonon आवृत्ति को कम करने के लिए है, और दूसरा स्थानीय phonon आवृत्ति शाखा को बढ़ाने के लिए है। ना intercalated राज्य मंत्री 2anharmonic बढ़ाया कम phonon बातचीत के बाद, लेकिन यह भी, और अधिक चैनलों phonon बिखरने जोड़ती है, ताकि phonon जीवन परिमाण के 1-2 आदेश कम कर दिया। इस अध्ययन ताप विद्युत सामग्री की तापीय चालकता गहराई प्रदान करने के लिए के नियमन के समान है समझना और व्यावहारिक विचार, प्रासंगिक शोध के परिणाम जे। फिज। सी। सी। पर प्रकाशित किए गए थे।
अध्ययन राष्ट्रीय Zirankexue फंड आयोग, राज्य के प्रमुख अनुसंधान एवं विकास कार्यक्रम, झेजियांग प्रांत बकाया युवा कोष, Zirankexue Zhejiang Ningbo विज्ञान और प्रौद्योगिकी नवाचार कोष और अन्य टीम द्वारा वित्त पोषित किया गया था।
चित्रा 1. SnSe एकल क्रिस्टल तैयारी और thermoelectric मूल्य
चित्रा 2. चित्रा 2 में वृद्धि हुई Seebeck गुणांक में & एचजी सह-डाइप्टेड SnTe
चित्रा 3 चित्रा 3. Na intercalated MoS2 की जाली तापीय चालकता
