NaBiS₂掺杂BST热电合金

热电优值1.44

通过NaBiS₂掺杂显著提高Na在BST基体中的溶解度，同时降低热导率并增强电输运，获得高ZT和力学性能提升的热电材料。

Yong-Cai, Shi · Yang, Jianmin · 王宇 · Zu-Gang, Li · Tian-Yu, Zhong · 葛振华 · 冯晶 · 何佳清

Energy and Environmental Sciences 2024

具体参数

热电优值

1.44

热电优值平台

1.4

单腿器件转换效率

6.0 %

硬度提升

44.9 %

模量提升

41.3 %

技术优势

掺杂溶解度大幅提升

NaBiS₂像特洛伊木马一样将Na带入BST晶格，S与Na的强配位降低了缺陷形成能，使更多Na固溶，从而同时降低总热导率并改善电输运。

宽温区高ZT平台

ZT在323–373 K温度区间内均超过1.4，峰值1.44，适合在该温区工作的废热回收和温差发电应用。

力学性能显著提升

掺杂4.0 wt% NaBiS₂的样品硬度提升44.9%，模量提升41.3%，增强了材料加工和器件可靠性。

应用场景

• 温差发电器件：高热电优值和宽温区平台，可制造高效单腿或多腿发电器件。
• 废热回收：在323–373 K区间ZT超过1.4，适合回收该温区工业废热。
• 高精度温控：材料性能稳定，可用于需要精确控温的场合供电。
• 可穿戴热电器件：力学性能提升44.9%，更适合柔性或可穿戴器件。