n型GeTe热电材料

超低晶格热导

通过AgBiTe2合金化将p型GeTe调控为n型，并构建分级微观结构，同时获得高功率因子与超低晶格热导率。

Wang, Dezhuang · Liu W.-D. · Li, Meng · 正坤 · Hanwen, Hu · Yin, Liangcao · 王一峰 · He, Zhu · Shi, Xiaolei · Xiaoning, Yang · 刘庆丰 · Chen, Zhigang

Advanced Functional Materials 2023

具体参数

功率因子

6.2 µW cm⁻¹ K⁻²

晶格热导率

0.39 W m⁻¹ K⁻¹

ZT值

0.5

单臂器件最大转换效率

6.6 %

技术优势

n型转化成功

通过AgBiTe2合金化降低Te空位形成能，将p型GeTe调控为n型，解决了高性能模块对匹配n型材料的迫切需求。

热导率超低

分级结构（相界、纳米析出相、点缺陷）有效散射声子，将晶格热导率压低至0.39 W m⁻¹ K⁻¹，有利于维持温差。

功率因子高

AgBiTe2合金化将载流子浓度调至近优值，在423 K获得6.2 µW cm⁻¹ K⁻²的高功率因子，保证电输出能力。

器件效率可观

单臂器件在300–500 K温差下实现6.6%的最大转换效率，证明该材料在模块中具有实际应用潜力。

应用场景

• 热电发电：提供与p型匹配的n型材料，构建高效率GeTe基热电发电机。
• 废热回收：在300–500 K区间实现6.6%转换效率，适合回收中低温废热。
• 热电模块：n型材料与p型GeTe配对，可组装成性能匹配的热电模块。
• 航空航天电源：材料在中低温段性能稳定，可用于航空航天电源的热电转换。