Nb掺杂CaTiO₃热电材料

zT提升180%

通过Nb掺杂和沉淀控制，同时提升功率因子并抑制晶格热导率，实现整体热电性能的大幅增强。

Li, Jianbo · Jiang, Quanwei · Tian, Zhen · Kang, Huijun · 陈宗宁 · 郭恩宇 · 曹志强 · 王同敏

ACS Applied Energy Materials 2023

参数信息

功率因子

7.67 μW cm⁻¹ K⁻²

晶格热导率

2.46 W m⁻¹ K⁻¹

热电优值

180 %

热电优值提升

88 %

技术优势

功率因子翻倍

Nb掺杂提供额外电子，使功率因子从2.81 μW cm⁻¹ K⁻²提升至7.67 μW cm⁻¹ K⁻²，增幅达173%。

热导率被抑制

Nb作为声子散射中心和沉淀第二相，将晶格热导率从2.61 W m⁻¹ K⁻¹降低至2.46 W m⁻¹ K⁻¹。

zT领先文献

CaTi₀.₉Nb₀.₁O₃的zT值比现有文献报道的最高值高88%，在1031 K下占据优势。

应用场景

• 热电发电：利用该材料的高zT，可在1000 K左右的温差下发电。
• 高温能量回收：该材料在1031 K仍保持高性能，适合回收高温废热。
• 氧化物热电：作为氧化物，CaTiO₃在高温空气中稳定，无需保护气氛。