InSb调制掺杂双半Heusler

ZT值提升663%

通过调制掺杂纳米InSb引入多尺度缺陷，协同优化电声输运，同时提升p型和n型热电性能。

Chaoyue, Wang · 从道永 · 唐国栋 · 周香林 · Li, Jinghao

Chemical Engineering Journal 2024

具体参数

ZTmax（p型）

{'zh': '0.6', 'en': '0.6'}

ZTmax（n型）

{'zh': '0.36', 'en': '0.36'}

近室温晶格热导率（p型）

{'zh': '2.7', 'en': '2.7'} W m−1 K−1

近室温晶格热导率（n型）

{'zh': '2.3', 'en': '2.3'} W m−1 K−1

功率因子（p型）

{'zh': '2', 'en': '2'} mW m−1 K−2

技术优势

ZT提升663%

调制掺杂纳米InSb引入多尺度缺陷和载流子注入，p型样品ZTmax从约0.079提升至0.6。

近室温晶格热导率低至2.3

多主元合金化导致强声子非谐性和缓慢扩散效应，n型样品近室温κL低至~2.3 W m−1 K−1。

高温无双极效应

n型样品在高温下呈现可忽略的双极效应，有利于保持高ZT。

适用于p/n两种类型

同一调制掺杂策略在p型和n型组分中均显著提升热电性能，无需改变掺杂剂。

应用场景

• 热电材料：提供高性能双半Heusler基热电材料，用于构建高效热电器件。
• 废热回收：高温下ZT高且双极效应可忽略，适合回收工业废热发电。
• 自供能传感器：利用温差发电，无需外部电源即可为传感器供电。
• 热电制冷：可通过珀尔帖效应实现固态制冷，无运动部件。