Ge/S共掺杂SnSe纳米棒

择优取向散射声子

水热法制备的[100]择优取向SnSe纳米棒通过晶格散射实现超低热导率，结合能带工程同时获得高电性能，为多晶SnSe在宽温域废热回收提供了无毒且可规模化的路径。

Gong, Yaru · Pan, Ying · Zhang, Qingtang · Yuqi, Liu · Xinqi, Huang · Wei, Dou · Yujing, Zhang · 李地 · 张德伟 · Feng, Tao · 王美玉 · 陈光 · 唐国栋

Energy and Environmental Sciences 2024

具体参数

峰值热电优值ZT

{'zh': '2.4', 'en': '2.4'}

平均热电优值ZT

{'zh': '0.9', 'en': '0.9'}

晶格热导率

{'zh': '0.15', 'en': '0.15'} W m⁻¹ K⁻¹

功率因子

{'zh': '5.84', 'en': '5.84'} μW cm⁻¹ K⁻²

技术优势

ZT提升一个量级

峰值ZT从本征SnSe的约0.05提升至2.4，且平均ZT达0.9，宽温域性能优异。

晶格热导率极低

[100]择优取向的纳米棒增强声子散射，873 K时晶格热导率降至0.15 W m⁻¹ K⁻¹。

电输运同步提升

Ge掺杂引入能带对齐，提高Seebeck系数，功率因子达5.84 μW cm⁻¹ K⁻²。

力学性能优异

晶粒细化使材料具有高硬度和抗压强度，有利于器件加工和长期稳定性。

应用场景

• 工业余热回收：利用宽温域高ZT实现高效温差发电，回收工业余热。
• 热电发电器件：高ZT和高功率因子使其适用于高性能热电器件。
• 能源转换材料：无毒且力学性能优异，可作为安全耐用的能源转换材料。