Nb/Te共掺杂WSe₂

热电优值提升30倍

通过Nb和Te共掺杂同时显著提升功率因子并降低晶格热导率，使WSe₂在850 K下实现近1的热电优值。

Danish, Mazhar Hussain · Aligayev, Amil · Muhammad, Zahir · 陈涛 · Mansoor, Adil · Zia Ur, Rahman · Domínguez-Gutiérrez, Francisco Javier · 李地 · 张健 · 郑壮豪 · 秦晓英

Chemical Engineering Journal 2025

具体参数

ZT

{'zh': '~1', 'en': '~1'}

功率因子

{'zh': '8.91', 'en': '8.91'} μW cm⁻¹ K⁻²

晶格热导率

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

技术优势

功率因子提升17倍

Nb和Te共掺杂增强了态密度、有效质量、迁移率和电导率，使功率因子在850 K达到8.91 μW cm⁻¹ K⁻²。

热导率降低72%

缺陷TeSe和NbW引起的声子散射使晶格热导率从1.70 W m⁻¹ K⁻¹降至0.48 W m⁻¹ K⁻¹。

ZT提升30倍

最优掺杂样品W₀.₉₅Nb₀.₀₅Se₂₋ᵧTeᵧ（y=0.3）在850 K下ZTmax约1，较纯WSe₂提升约30倍。

应用场景

• 热电材料：提供高性能热电材料配方，可直接用于高效温差发电。
• 热能回收：将工业废热直接转化为电能，提升能源利用效率。
• 温差发电：在高温下实现近1的ZT，适用于高效温差发电模块。
• 高温传感器：稳定热电性能可支撑高温环境下的温度或热流传感器。