Cu掺杂高熵硒化铅

全温区热电优值领先

Cu原子完全分散在间隙位，同时优化载流子浓度和降低晶格热导率，使材料在整个温区保持高ZT，不同于以往仅在窄窗口表现优异的高熵材料。

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Energy and Environmental Sciences 2024

具体参数

最大功率因子

21 μW cm−1 K−2

平均功率因子

19 μW cm−1 K−2

最低晶格热导率

0.2 W m−1 K−1

热电优值ZT（室温）

0.6

热电优值ZT（723 K）

1.7

技术优势

全温区高ZT

Cu原子完全溶解，动态优化载流子浓度，功率因子在300–723 K保持~19 μW cm⁻¹ K⁻²，ZT单调增加到1.7。

晶格热导率触底

间隙Cu原子显著缩短声子平均自由程，将723 K晶格热导率压到~0.2 W m⁻¹ K⁻¹，接近理论最小值。

无缺陷微观结构

Sn掺杂使Cu原子均匀分散在间隙位，去除了低熵材料中常见的位错和纳米析出物，让晶格有序、电导率不损失。

应用场景

• 温差发电：利用宽温域高ZT制备高效热电模块，取代窄窗口材料。
• 航空航天电源：为深空探测器提供无需维护的同位素温差发电材料。
• 工业余热回收：在中高温段直接回收废热发电，提升能源利用率。
• 热管理器件：制成固态热泵用于芯片散热，响应快且无运动部件。