n型GeTe热电材料

载流子-声子解耦

通过退火优化增大晶粒并引入空位团簇，解耦载流子与声子散射，提升n型GeTe热电性能。

Wang, Zhuang · Liu W.-D. · Li, Shuai · Cao, Yin · 吴昊 · Li, Meng · 王一峰 · 杨晓宁 · 刘庆丰 · Chen, Zhigang

Journal of the American Chemical Society 2024

具体参数

热电优值ZT

~0.4

载流子迁移率/晶格热导率比值

~492.8 cm³ V⁻¹ s⁻¹ W⁻¹ K

技术优势

载流子散射减弱

退火过程中晶界迁移使晶粒长大，减少了载流子受到晶界散射的概率，从而提升载流子迁移率。

声子散射增强

退火诱导Ge空位聚集形成空位团簇，这些团簇作为声子散射中心，有效降低晶格热导率。

热电性能显著提升

载流子迁移率与晶格热导率的比值达到约492.8 cm³ V⁻¹ s⁻¹ W⁻¹ K，ZT在473 K时达到约0.4，表明解耦策略有效。

应用场景

• 热电发电：利用废热直接发电，替代传统热机。
• 废热回收：回收工业余热，提高能源利用率。
• 半导体热电材料：作为高性能n型热电材料，与p型材料配对构建器件。
• 固态制冷：用于固态制冷，替代压缩机制冷。