【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所研究員秦曉英課題組在Cu3SbSe4熱電性能研究中取得新進展。通過協(xié)同調(diào)控功率因子和導(dǎo)熱性，提高銅銻合金的熱電性能，相關(guān)研究成果發(fā)表在Materials Today Energy上。
 

　　隨著工業(yè)社會的發(fā)展，化石燃料供應(yīng)減少，為世界人口提供可持續(xù)的能源供應(yīng)已成為21世紀的社會問題。熱電材料可用作固態(tài)冰箱或熱泵，且不需使用移動部件或?qū)Νh(huán)境有害的液體。熱電技術(shù)使熱和電之間的直接轉(zhuǎn)換成為可能，因此，它被認為是一種有希望實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)電的節(jié)能手段。熱電材料的效率轉(zhuǎn)換由無量綱值的熱電優(yōu)值ZT定義。
 

　　近年來，Cu3SbSe4由于其組成元素廉價、本征晶格熱導(dǎo)率低且電輸運性質(zhì)優(yōu)異等優(yōu)點，引起科學(xué)家的關(guān)注。但是大多數(shù)研究集中在改善Cu3SbSe4基材料的熱電性能上，無有效方法在顯著提高功率因子的同時降低導(dǎo)熱系數(shù)。該研究中，科研人員將AgSb0.98Sn0.02Se2粒子引入Cu3Sb0.96Sn0.04Se4基體中，通過研磨和電火花等離子燒結(jié)技術(shù)，形成Cu3Sb0.96Sn0.04Se4/x wt%AgSb0.98Sn0.02Se2(x = 0，1，3，5，7)納米復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn)，由于導(dǎo)熱系數(shù)的降低和載流子遷移率的增強，Cu3Sb0.96Sn0.04Se4/5wt%AgSb0.98Sn0.02Se2樣品的ZT值達到1.17；熱導(dǎo)率降低由多尺度大小的第二相AgSb0.98Sn0.02Se2增強聲子散射引起；界面缺陷導(dǎo)致的新受主能級引起遷移率增加和載流子濃度降低，從而進一步實現(xiàn)功率因子的增加。該研究表明，在Cu3Sb0.96Sn0.04Se4基體中嵌入AgSb0.98Sn0.02Se2顆粒，能夠顯著提高其熱電性能。
 

　　研究工作得到國家自然科學(xué)基金的支持。