自供电可穿戴电子设备需要热电材料同时具有高的无量纲性能系数(zT)和良好的灵活性,以便将人体排出的热量转化为电能。Ag2(S,Se)基半导体材料可以很好地满足这些要求,因此,它们最近在热电界引起了极大的关注。Ag2(S,Se)结晶为正交结构或单斜结构,具体取决于具体的S/Se原子比,但其晶体结构与机械/热电性能之间的关系迄今为止仍不清楚。在本研究中,制备了一系列Ag2Se1‐xSx(x=0、0.1、0.2、0.3、0.4 和 0.45)样品,并系统地研究了它们的机械和热电性能对晶体结构的依赖性。 Ag 2 Se 1-x S x 体系中 x = 0 : 3 被发现是正交结构和单斜结构之间的过渡边界。力学性能测量表明,正交 Ag 2 Se 1-x S x 样品易碎,而单斜 Ag 2 Se 1-x S x 样品延展性好且柔韧。此外,在相当的载流子浓度下,正交 Ag 2 Se 1-x S x 样品比单斜样品表现出更好的电传输性能和更高的 zT,这很可能是由于它们的电子-声子相互作用较弱。这项研究为柔性无机 TE 材料的进一步发展提供了启示。
完整作者名单:袁鲲鹏;大连理工大学;张晓亮;大连理工大学能源与动力工程学院;常政;大连理工大学能源与动力工程学院;唐大伟;大连理工大学能源与动力工程学院;胡明;南卡罗来纳大学机械工程学院
在本研究中,我们提出了一种大幅提高 LPS 合成的 Bi 2 Te 3 基材料的热电性能的策略。通过对添加 SiC 纳米粒子(20 纳米)的 LPS 合成的 Bi 2 Te 3 样品进行低温热处理,在 340 K 时实现了 1.05 的高峰值 ZT。该值几乎是之前报道的 LPS 合成的 Bi 2 Te 3 在 450 K 时的 ZT 0.56 的两倍。性能的大幅提高可部分归因于随后的热处理,这是一种控制晶格缺陷和载流子迁移率的有效方法。36,37 除了热处理之外,添加 SiC 纳米粒子进一步降低了晶格热导率,同时保留了电子特性,从而进一步提高了 ZT。 38 – 43 此外,从这项工作中还可以看出,小的 SiC 纳米颗粒分散在 (Bi,Sb) 2 Te 3 材料中比大纳米颗粒更能有效地提高其热电性能。总的来说,从这项工作中得出的两个关键见解可以广泛应用于其他材料系统。首先,这项工作中报道的 LPS 代表了热电合成中高温工艺的一种能量上和商业上有吸引力的替代方案。其次,与化学掺杂不同,使用小纳米颗粒 (即 SiC) 掺杂的纳米复合材料可以引入到其他材料系统中,而不会严重影响它们现有的化学结构,从而影响它们的能带结构和传输特性。
作为一种有前途的热电学材料,具有较高的热电性能和机械性能,Tellurium矩阵葡萄干银(TAGS-X),以(Gete)X(Gete)X(AGSBTE 2)1- X,尤其是(GETE)0.85(GETE)0.85(agsbte 2)0.15(agsbte 2)0.15(Tags-85),吸引了广泛的关注。在此,我们创新使用掺杂来协同将载体浓度降低到最佳水平,从而导致优点的无量纲数字,ZT。我们的密度功能理论计算结果表明,ND兴奋剂降低的载体浓度应归因于带隙的扩大。优化的载体浓度导致超高功率因数约为32μWcm -1 k -2在GE 0.74 Ag 0.74 Ag 0.13 SB 0.11 nd 0.02 0.02 TE中。同时,在727 K处保持晶格导热率0.74 ag 0.13 sb 0.13 sb 0.11 nd 0.02 te保持低至〜0.5的低至〜0.5,最终在727 K时在727 K处观察到727 K的创纪录高度为1.65,在GE 0.74 AG 0.74 AG 0.13 SB 0.13 SB 0.11 ND 0.02 0.02 0.02 TE中。这项研究表明,稀有兴奋剂在提高TAGS-85的热电性能并通过协同效果接近创纪录的水平。
他们还创建了 Mai-Yan 模型,使微芯片能够高效地存储能量。此外,他们在热电材料方面的工作也为小型发电设备带来了重大改进。通过控制电子和振动在纳米结构中的传输,他们提高了热电性能。材料科学的这些进步有可能彻底改变清洁能源的生产和储存。MSE 的研究旨在使光伏电池更高效、更稳定,开发微型设备的储能技术,并改进用于发电的热电材料。他们的工作为更绿色、更可持续的未来做出了贡献。
该出版物报告了使用氧化化学蒸气沉积(OCVD)方法制造的聚(3,4-乙二醇)(PEDOT)薄膜中载体迁移率的主要增强。通过采用纳米结构工程,研究团队成功地优化了π-π堆积距离,从而实现了准二维(1D)电荷传输途径。这些进步导致了载流子的迁移率和热电性能,证明了OCVD制作的PEDOT薄膜用于下一代能量和电子应用的多功能潜力。这一显着的成就是M.S.出色的研究贡献的结果。学生Brian Dautel和Ph.D.学生Kafil Chowdhury,在Meysam博士在AMED实验室的监督下。
离子热电材料由于其高灵活性和高seebeck系数而引起了人们的关注。然而,它们的不良热电性能和长期处理限制了其实际应用。为了实现异国情调的热电材料,在这里,氧化石墨烯(GO)修饰的丙烯酰胺离子凝胶的设计具有高热电性能和功能高。详细的结构特征证实了Ionogel结构中GO颗粒的均匀分散剂使功率因数为753.0μWm -1 K -2,有希望的ZT值为0.19。此外,准备好的离子热电薄膜表现出极好的功能,可伸缩性和自粘性。由准备的IonogeLefms组装的集成设备可以产生1.32 mW cm-2的最佳输出功率密度,温度差异为20 K,这表明可穿戴电子设备的潜力很大。这项工作为搜索长期,高性能离子热电材料提供了见识。
半导体纳米结构对实施高性能热电发电机提出了很大的希望。的确,他们预计他们将提供降低的导热率,而不会在电导率上进行大量权衡,这是优化功绩热电图的关键要求。在这里,提出了一种新型的纳米式体系结构,其中用离子液体用作热构造栅极介电。这些设备允许在悬浮的半导体纳米线中对电运转运的现场效应控制,其中可以使用全电动设置同时测量热导率。可以合并有关在单个纳米版本上采用的电气和热传输特性的实验数据,以提取ZT,指导装置优化和热电性能的动态调整。
摘要:由于其在电子,可穿戴技术和航空航天行业中的应用,对高效和轻量级热材料的需求飙升。传统材料包含重量,稀有和/或有毒元素,使其对未来不可持续。这项工作提出了MGB 4的研究,MGB 4尚未研究为热电材料。我们使用先进的计算化学技术,结合了电子结构计算,晶格动力学和完全缺陷化学分析,以预测理论P-TYPE和N型系统中的一系列载体浓度和温度。研究表明,在高温条件下,P-型MGB 4可与先前发现的基于MG的热电学相媲美,ZT在1200 K时为0.47。我们还表明,将BA合金高达10%是提高热电性能的可能途径,因为它增加了ZT至0.66。■引入多达50%的能源以热的形式浪费,其中大多数来自燃烧等工业过程。1
摘要:这项工作旨在研究立方SR 3 Mn(M = P和AS)抗渗透岩的电子,弹性,光学和热电特性。在这项工作中首次研究了立方SR 3 Pn的特性,而SR 3 ASN的特性与文献中的其他理论结果进行了比较。在整个研究中,都使用了具有GGA-PBE功能的量子意式浓缩(QE)包中实现的密度功能理论(DFT)。sr 3 pn和sr 3 ASN被发现在化学和机械上稳定,优化的晶格参数分别为5.07Å和5.11Å。的结果还表明,两种化合物是P型半导体,直接带隙为0.56 eV,对于各个化合物为0.45 eV。还预计材料具有出色的光学特性,包括在可见的和紫外线区域中以10 5 cm -1的高度吸收,因此是有希望的光电材料。此外,这两种材料的计算出的热电性能强烈表明两种材料是热电应用的潜力。