與GeTe基熱電材料相比,菱形GeSe因其易于制造、低毒性和更高的可負擔性而引起了廣泛關注。然而,其熱電性能需要進一步優(yōu)化以用于實際應用。近日,昆士蘭科技大學陳志剛、Shi Xiaolei、西安交通大學唐桂華報道了p型多晶(GeSe)0.9(AgBiTe2)0.1-1.5mol%SnSe在623 K下的峰值品質因數為1.31。
本文要點:
1) AgBiTe2合金化誘導GeSe從正交晶系到菱面體的相變,同時與以低導熱性而聞名的SnSe復合,建立具有強聲子散射和弱電子散射的界面。這種策略有效抑制了熱輸運特性,同時保持了優(yōu)異的電輸運特性。
2) 結構分析表明,多尺度缺陷,包括密集點缺陷(AgGe、BiGe和TeSe)、線性缺陷(位錯陣列)、平面缺陷(晶界和相邊界)和體缺陷(SnSe和Ag2Te相),導致623 K下0.26 W m?1 K?1的超低晶格熱導率,接近非晶極限。密度泛函理論計算和納米結構表征表明,SnSe相和基體之間的強結合,再加上Sn和Ge之間的最小電負性差異,最大限度地減少了載流子散射并保持了高電性能。
Min Zhang et.al Compositing Effect Leads to Extraordinary Performance in GeSe-Based Thermoelectrics Adv. Functional Mater. 2025
DOI: 10.1002/adfm.202500898
https://doi.org/10.1002/adfm.202500898