Исследование показывает, что межузельная медь снижает плотность дефектов в матрице и подавляет донороподобный эффект.

Важные новости

Исследование показывает, что промежуточная медь снижает плотность дефектов в матрице и подавляет эффект донора» /></p>
<p> Фото: Science China Press </p>
<p>Благодаря способности напрямую и обратимо преобразовывать тепло в электричество термоэлектрический (ТЭ) материал имеет потенциальное применение в твердых телах. государственная тепловая накачка и рекуперация тепла выхлопных газов, что привлекло внимание всего мира. Bi2Te3 отличается превосходными термоэлектрическими свойствами и используется в коммерческих термоэлектрических устройствах.</p>
<p>Однако разработка термоэлектрических устройств на основе Bi2Te3 серьезно сдерживается слабыми механическими свойствами и низкими термоэлектрическими свойствами n-типа. Bi2(Te, Se)3. Поэтому важно разработать высокоэффективный поликристаллический материал Bi2Te3 n-типа.</p>
<p>Для решения этой проблемы было проведено исследование, опубликованное в журнале <i>Science Bulletin</i>., ввели дополнительную медь в классический Bi2Te2.7Se0.3 n-типа для оптимизации его локального дефектного состояния, а для создания высокотекстурированного поликристаллического материала Bi2Te2.7Se0.3 был использован двухэтапный процесс горячей деформации.</p>
<p> < р>Это исследование показывает, что дополнительная Cu способна проникать в ван-дер-ваальсовые зазоры между слоями Te(1)-Te(1) в матрице Bi2Te2.7Se0.3, подавляя образование анионных вакансий. Такое уменьшение плотности дефектов способствует уплощению решетки Cu0,01Bi2Te2,7Se0,3, улучшая подвижность носителей заряда Bi2Te2,7Se0,3 со 174 см2 В·1 с·1 до 226 см2 В·1·с·1 с 1% дополнительная медь, что приводит к максимальному ZT 1,10 при 348 К.</p>
<p>Впоследствии объемный материал Cu0,01Bi2Te2,7Se0,3, спеченный методом ИПС, подвергся двухстадийному процессу горячей деформации. Поскольку междоузельная медь может стабилизировать решетку и эффективно подавлять донороподобный эффект. Концентрация носителей в образце горячей деформации остается практически неизменной, в то время как ориентация и размер зерен значительно увеличились, что резко повышает подвижность носителей: с исходных 174 см2 В·1 с·1 до 333 см2 В·1 с·1, что составляет увеличение на 91 % после процесса горячей деформации.</p>
<p>Такое значительное улучшение электронных свойств способствует существенному повышению ZT образца горячей деформации. ZTmax текстурированного Cu0,01Bi2Te2,7Se0,3 достигает 1,27 при 373 К, а его среднее значение ZT составляет 1,22 в диапазоне 300-425 К, что почти в два раза больше исходного Bi2Te2,7Se0,3.</p >
<p>Кроме того, на основе текстурированного образца Cu0,01Bi2Te2,7Se0,3 в сочетании с коммерческим BST p-типа было изготовлено 127-парное термоэлектрическое охлаждающее устройство (ТЭО). Модуль ТЕС достиг разницы температур охлаждения 65 К и 83,4 К при температуре горячего конца (Th) 300 К и 350 К соответственно, что превосходит коммерческие модули ТЕС на основе Bi2Te3. Из тех же материалов был построен 7-парный термоэлектрический генераторный модуль (ТЭГ).</p>
<p>Модуль ТЭГ продемонстрировал значительно высокий КПД преобразования — 6,5% при разнице температур в 225 К, что сравнимо с другие современные ТЭГ-модули на основе Bi2Te3.</p>
<p><strong>Дополнительная информация:</strong> Ичен Ли и др., Реализация высокоэффективного термоэлектрического модуля путем подавления донороподобный эффект и улучшение предпочтительной ориентации в Bi2(Te, Se)3 n-типа, <i>Science Bulletin</i> (2024). DOI: 10.1016/j.scib.2024.04.034 </p>
<p> Предоставлено Science China Press </p>
</div></div><div class=

Новости сегодня

Последние новости