La掺杂InSb热电材料

功率因子跃升

通过La掺杂引入深能级杂质施主态和大量缺陷，在提升载流子浓度的同时大幅抑制晶格热导，实现电热输运的协同优化。

Zhang, De · 吴宏 · Zhou, Zizhen · Zheng, Sikang · Zhang, Bin · 周云 · 卢旭 · 周小元

Materials Today Physics 2023

具体参数

峰值功率因子

{'zh': '58', 'en': '58'} μW cm⁻¹ K⁻²

晶格热导率

{'zh': '1.7', 'en': '1.7'} W m⁻¹ K⁻¹

峰值zT

{'zh': '0.85', 'en': '0.85'}

技术优势

功率因子大涨

La引入的深能级施主态显著提升载流子浓度，将功率因子推至58 μW cm⁻¹ K⁻²。

晶格热导率腰斩

In析出、点缺陷和局域原子无序共同将晶格热导率从3.2降至1.7 W m⁻¹ K⁻¹。

zT跻身III-V族前列

峰值zT达到0.85，是III-V族化合物中报道的最高值之一。

应用场景

• 热电发电器件：作为n型腿与p型材料配对，在中等温区直接将热流转化成电能。
• 废热回收系统：接在工业管道或汽车尾气上，把数百摄氏度的废热变成可用电力。
• 深空探测电源：与同位素热源结合，在没有阳光的深空持续给探测器供电。
• 固态制冷模块：利用其高zT在通电时形成定向热流，替代压缩机制冷。