双置换Cu₃SbSe₄热电材料

zT优值达0.86

通过S取代Se拓宽带隙抑制双极效应，Fe掺杂Sb位增大态密度，协同提升Seebeck系数并降低晶格热导率。

Zhao, Lijun · Haolin, Ye · Xinmeng, Wu · 杨建 · Yü, Lihua · 史忠旗 · Hussain, Shahid · 乔冠军 · 许俊华 · Ge, Bangzhi · Li, Wang · Zhou, Chongjian

Journal of Materiomics 2023

具体参数

热电优值zT

{'zh': '0.86', 'en': '0.86'}

Seebeck系数

{'zh': '560', 'en': '560'} μV/K

晶格热导率

{'zh': '0.48', 'en': '0.48'} W·m⁻¹·K⁻¹

技术优势

带隙拓宽抑制双极效应

S取代Se原子使带隙变宽，减轻了高温下的双极效应，使Seebeck系数在高温下保持较高。

Fe掺杂增大大态密度

Fe在Sb位掺杂显著增大了态密度，提高载流子有效质量，在300 K获得约560 μV/K的高Seebeck系数。

分级架构降低晶格热导率

诱导产生的分级架构缺陷使晶格热导率在673 K降至约0.48 W·m⁻¹·K⁻¹的最小值。

应用场景

• 废热回收：材料不含Te、成本低且zT较高，适合将工业废热转化为电能。
• 热电发电：673 K下zT≈0.86，可直接用于热压或SPS制造热电发电模块。
• 柔性热电器件：粉体可作为填料与柔性基体复合，制备柔性热电薄膜或器件。
• 温度传感器：高Seebeck系数560 μV/K（300 K）有利于提高温度传感器的灵敏度。