双掺杂硒化铜

高温ZT约3.0

通过阳离子-阴离子共掺杂策略提高离子迁移激活能，在保持低热导率的同时实现高热电优值，且器件经120次循环后性能无明显衰减。

Hu, Haihua · Ju, Yiwei · Yu, Jincheng · Wang, Zechao · Pei, Jun · Thong, Hao Cheng · Jing-Wei, Li · Han, Zhanran · Su, Bin · Zhuang, Hualu · Jiang, Yilin · Li, Qian · Zhao, Huijuan · Bo-Ping, Zhang · 朱静 · 李敬锋 · Zhang B.-P.

Nature Materials 2024

参数信息

热电优值

~3.0

转换效率

~13.4 %

循环稳定性

120 cycles

技术优势

离子迁移被有效抑制

通过阳离子-阴离子共掺杂策略提高了离子迁移的激活能，使得离子难以发生长程迁移，从根源上解决了超离子导体在服役中的成分偏析问题。

热导率保持低水平

在抑制离子迁移的同时，材料仍然保持了超离子导体固有的低晶格热导率，没有因限制离子运动而牺牲声子散射。

高ZT且器件稳定

在1050 K下ZT达到约3.0，并且制成的器件在120次循环后性能无明显衰减，证明了该策略在长期服役中的可靠性。

应用场景

• 热电材料：提供兼具高ZT和长期稳定性的热电材料，解决超离子导体易劣化问题。
• 余热回收：在高温余热（如1050 K）下保持高效转换，适合工业废热回收。
• 热电器件：器件经120次循环无明显衰减，可替代易退化的传统超离子导电器件。