Ag/Cl共掺Bi₂S₃热电材料

ZT≈0.9创纪录

Ag和Cl共掺杂提升电子浓度，同时引入低角度晶界高效散射声子，克服了Bi₂S₃导电性差的固有缺陷。

杨建 · Haolin, Ye · 张相召 · Xin, Miao · Yang, Xiubo · Xie, Lin · 史忠旗 · 陈少平 · Zhou, Chongjian · 乔冠军 · Wuttig, Matthias · Li, Wang · 刘桂武 · Yu, Yuan

Advanced Functional Materials 2023

具体参数

ZT值

{'zh': '≈0.9', 'en': '≈0.9'}

最佳掺杂组成

{'zh': 'Bi₂Ag₀.₀₁S₃-0.5%BiCl₃', 'en': 'Bi₂Ag₀.₀₁S₃-0.5%BiCl₃'}

技术优势

电子浓度大幅提升

Ag和Cl作为施主掺杂，提升费米能级，在不牺牲迁移率的前提下大幅提高电子浓度，从而改善电导率。

ZT创纪录

在676 K时ZT达到约0.9，为Bi₂S₃基材料中的最高值，使该体系有望用于中温废热回收。

应用场景

• 热电发电：将中温废热直接转化为电能，替代传统Bi₂Te₃体系。
• 废热回收：回收工业中温段废热，提升能源利用效率。
• 近红外探测：利用热电效应制成探测器，用于近红外光检测。
• 精密温控：用作热电制冷模块，实现精密温控。