由于熱電器件需要在高溫下工作，因此確保熱電器件的長(zhǎng)期可靠接觸尤其具有挑戰(zhàn)性，這也是該領(lǐng)域應(yīng)用的一大障礙。通常，熱力學(xué)驅(qū)動(dòng)的原子擴(kuò)散和反應(yīng)通常會(huì)降低接觸性能，導(dǎo)致接觸電阻率增加，最終限制器件的使用壽命。
在這里，日本國(guó)家材料科學(xué)研究所（NIMS）Takao Mori報(bào)道了一種 Sb/MgAgSb 結(jié)中非常規(guī)的自?xún)?yōu)化接觸電阻率機(jī)制。即使在空氣中老化 30 天后，Mg 從 MgAgSb 擴(kuò)散到 Sb 也不會(huì)降低其接觸電阻率，反而會(huì)優(yōu)化其接觸電阻率。
文章要點(diǎn)
1）這種意想不到的自動(dòng)優(yōu)化源于 MgAgSb 中載流子濃度的增加，這增強(qiáng)了跨界面的電子隧穿，從而有效降低了接觸電阻率。
2）利用 Sb/MgAgSb 中的自?xún)?yōu)化接觸和 MgAgSb 的穩(wěn)定熱電性能，采用 100 天空氣老化的 Sb/MgAgSb 的兩對(duì)熱電裝置在 294 K 溫度梯度下實(shí)現(xiàn)了令人印象深刻的 8.1% 的轉(zhuǎn)換效率和罕見(jiàn)的 0.41 W cm-2 功率密度。
這些結(jié)果強(qiáng)調(diào)了其在長(zhǎng)期穩(wěn)健收集熱量方面的巨大潛力。這項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)的自?xún)?yōu)化機(jī)制還為設(shè)計(jì)未來(lái)的高溫應(yīng)用結(jié)提供了寶貴的見(jiàn)解。
參考文獻(xiàn)
Li, A., Wang, L., Li, J. et al. Self-optimized contact in air-robust thermoelectric junction towards long-lasting heat harvesting. Nat Commun 16, 1502 (2025).
DOI：10.1038/s41467-025-56861-3
https://doi.org/10.1038/s41467-025-56861-3
