SmS窄带隙热电材料

高温无热双极

窄带隙半导体高温下无热双极效应，功率因子达1.41 mW K⁻² m⁻¹。

Liao, Huijun · Zhou, Zizhen · Zheng, Sikang · Huang, Yuling · 韩广 · 王国玉 · Huang, Zhengyong · 卢旭 · 李剑 · 周小元

Advanced Energy Materials 2023

具体参数

带隙

{'zh': '0.25', 'en': '0.25'} eV

电子-空穴电导率比

{'zh': '700–900', 'en': '700–900'}

功率因子

{'zh': '1.41', 'en': '1.41'} mW K⁻² m⁻¹

zT

{'zh': '1.1', 'en': '1.1'}

技术优势

高温下无热双极

窄带隙（≈0.25 eV）导致载流子热激活，但强烈的电子-空穴不对称性使少数载流子几乎不参与输运，电子-空穴电导率比高达700–900。

功率因子高

在1123 K时功率因子达到1.41 mW K⁻² m⁻¹，处于高温热电材料先进水平。

合金化提升zT

通过Se合金化降低晶格热导率，Sm1.08S0.78Se0.22在1123 K的zT约为1.1，居于n型高温热电材料前列。

应用场景

• 高温热电发电：用于高温热电发电，耐温达1123 K的无热双极特性。
• 废热回收：回收工业废热，高温下保持高功率因子。
• 航空航天电源：用于航空航天电源，利用高温热源发电，无需移动部件。
• 热电材料：提供窄带隙半导体热电材料新思路，拓展材料体系。