Sn掺杂双相Ag₂S热电材料

高延展性高ZT

通过Sn掺杂形成双相结构，协同优化电声输运，在保持超过90%延展性的同时实现高热电性能。

吴昊 · Xiao-Lei, Shi · Li, Meng · Wu, Ting · Wang, Zhuang · Cao, Yin · 朱明 · 王一峰 · 段金贵 · 刘庆丰 · Chen, Zhigang

Advanced Science 2024

具体参数

热电优值(ZT)

0.42

延展性

90 %

功率因子

5 µW cm⁻¹ K⁻²

晶格热导率

0.18 W m⁻¹ K⁻¹

最大功率密度

49 µW cm⁻²

技术优势

延展性不牺牲

Sn掺杂形成的双相结构在提升热电性能的同时，保持了超过90%的延展性，解决了以往增强策略导致材料变脆的问题。

ZT翻倍

双相结构将ZT值提升至0.42，约为未掺杂Ag₂S₀.₇Se₀.₃的两倍，打破了该体系性能瓶颈。

载流子迁移率提升

主相提高载流子浓度，相界有效减弱载流子散射，使功率因子达到5 µW cm⁻¹ K⁻²。

热导率被压低

双相结构引入多种微/纳米缺陷，将晶格热导率抑制到0.18 W m⁻¹ K⁻¹，有利于维持温差。

应用场景

• 柔性可穿戴电子：利用其超过90%的延展性，制成贴合人体曲面的柔性热电模块，将体热或环境温差直接转化为电能。
• 废热回收：在低品位废热（如工业管道、电子设备散热）场景中，柔性器件可包裹热源表面，直接将温差转为电能。
• 自供能传感器：将柔性热电模块与传感器集成，利用环境温差自供能，免除电池更换，适合分布式或植入式监测。