n型PbSe热电材料

峰值ZT 1.8

通过晶格平面化和引入类液Cu离子，解耦电热输运，同时提升功率因子并抑制晶格热导率。

Pang, Huimei · 秦永新 · 秦炳超 · Yu, Lingxiao · 苏贤礼 · Liang, Hao · 葛振华 · Cao, Qian · Tan, Qing · 赵立东

Advanced Functional Materials 2024

具体参数

载流子迁移率

1230 cm² V⁻¹ s⁻¹

室温功率因子

32 µW cm⁻¹ K⁻²

晶格热导率

0.28 W m⁻¹ K⁻¹

峰值 ZT

1.8

平均 ZT

1.1

器件转换效率

7.1 %

技术优势

载流子迁移率高

额外 Pb 补偿了本征 Pb 空位，减弱缺陷散射，载流子迁移率提升至 ≈1230 cm² V⁻¹ s⁻¹。

热导率大幅压低

类液 Cu 离子在高温下强烈抑制声子输运，晶格热导率降至 ≈0.28 W m⁻¹ K⁻¹，仅为无 Cu 样品的 30%。

中温性能突出

在 773 K 获得 ≈1.8 的峰值 ZT，同时 300–823 K 平均 ZT ≈1.1，适合低中温应用。

应用场景

• 热电发电：提供高性能 n 型 PbSe 热电腿，用于中温发电模块。
• 废热回收：在 300–823 K 宽温域保持高 ZT，适合回收低中温废热。
• 柔性热电器件：暂无柔性器件演示，仅提供粉体用于后续薄膜制备。