MnSb₂Se₄纳米复合n型Bi₂Te₂.₇Se₀.₃

ZT峰值提升48%

通过MnSb₂Se₄纳米夹杂物与位错协同散射声子，在提升功率因子的同时大幅降低晶格热导率，使n型碲化铋复合材料的热电优值在宽温域内显著提高。

Chen, Tao · 秦晓英 · Ming, Hongwei · Zhang, Xuemei · Wang, Ziyuan · Yang, Shuhuan · 张永胜 · 葛振华 · 辛红星 · 李地 · 张健

Chemical Engineering Journal 2023

具体参数

峰值热电优值 ZTmax

{'zh': '1.23', 'en': '1.23'}

平均热电优值 ZTave

{'zh': '1.15', 'en': '1.15'}

峰值ZT提升幅度

{'zh': '48', 'en': '48'} %

平均ZT提升幅度

{'zh': '42', 'en': '42'} %

维氏硬度提升幅度

{'zh': '17', 'en': '17'} %

技术优势

ZT提高近一半

ZT峰值达到1.23，比纯BTS提高约48%；平均ZT达到1.15，提高约42%，覆盖300–473K温区。

功率因子更高

MnSb₂Se₄引入能量过滤效应，增强塞贝克系数，从而使功率因子提高。

热导率更低

纳米夹杂物和位错增强声子散射，显著降低晶格热导率。

硬度更高

维氏硬度比纯BTS提高17%，机械性能更好，有利于加工和器件可靠性。

应用场景

• 热电制冷器件：ZT提高使制冷片在近室温区域性能更接近商用p型材料。
• 废热回收：300–473 K宽温域内平均ZT=1.15，适合低品位废热发电。
• 热电模块：与p型材料匹配的高ZTn型腿可提升模块转换效率。
• 可穿戴热电器件：机械性能更好，可承受柔性器件中的弯折应力。