全球即时看!中低温区热电材料与器件领域获进展
【资料图】
热电技术可实现热能与电能直接相互转换,具有纯固态、无噪音、无运动部件等优点,在诸如深空探测等领域已实现重要应用。当前热电技术规模化应用瓶颈在于转换效率偏低,中国科学院宁波材料技术与工程研究所光电热功能材料与器件团队聚焦热电性能优化、器件设计制备以及系统集成应用研究,并取得了一系列进展。
针对当前唯一实现商用化的Bi2Te3热电材料,该团队利用大数据优选具备纳米活性的笼状物材料进行第二相掺杂,实现了电声差异散射,进一步设计缺陷工程掺杂提升功率因子,解决了该类体系中电-热强烈耦合的共性问题,制备了工业级(
40mm)高性能样品(热电器件效率较商业产品提升约75%)。相关成果以High-Performance Industrial-Grade p-Type (Bi,Sb)2Te3 Thermoelectric Enabled by a Stepwise Optimization Strategy为题,发表在《先进材料》(Advanced Materials 2023, e2300338)上。
针对中温区典型材料SnTe和GeTe,该研究提出了中熵工程的优化方案,设计了适当的固溶元素和固溶浓度精确调控体系的结构熵,提升了材料功率因子并降低晶格热导率,实现了电-热输运的部分解耦。得益于电声输运性能协同优化,SnTe峰值ZT达到@800K,平均ZT达到(300-800K),为该体系当前报道最高值;GeTe峰值ZT达@650K,均值ZT高达(300-773K)。相关成果分别以High-Performance Thermoelectric Material and Module Driven by Medium-Entropy Engineering in SnTe和Enhanced Thermoelectric Performance in GeTe by Synergy of Midgap state and Band Convergence为题,发表在《先进功能材料》(Advanced Functional Materials 2022, 32, 2205458/2023, 33, 2212421)上。
针对中高温区类金刚石银基/铜基材料,该团队对于令人困惑的热导率异常问题进行了理论澄清。研究通过探讨原子轨道、晶体场、局域四面体畸变等因素对电子结构的影响发现,在银基材料(AgBX2)中存在阴离子与两种阳离子成键强度的错配,由此引起强烈的非简谐性晶格振动,导致银基材料晶格热导率较铜基材料(CuBX2)低50%-80%。相关成果以Mismatched atomic bonds and ultralow thermal conductivity in Ag-based ternary chalcopyrites为题,发表在《物理评论B》(Physical Review B 2023, 107, 115202)上。
研究工作得到国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会、浙江省高水平人才专项支持计划、浙江省自然科学基金和浙江省重点研发计划的支持。
图1.(a)ZT值对比及工业级样品实物图;(b)器件示意图及最大转换效率对比
图2.(a)同时实现高载流子迁移率和低晶格热导率;(b)共振能级和能带收敛示意图
图3.(a)CuInTe2/AgInTe2电子态密度以及各元素轨道分波电子态密度;(b)两种材料的晶格热导率计算与实验对比
来源:中国科学院宁波材料技术与工程研究所
标签:
- 全球即时看!中低温区热电材料与器件领域获进展
- AC米兰签下切尔西中场奇克,罗马目标特劳雷将红黑军团作为首选
- 三亚国家南繁作物表型研究设施建设项目建成 环球视讯
- 福特蒙迪欧和别克君越怎么选(福特蒙迪欧和速派怎么选?)
- 环球头条:点云数据三维特征分割基础算法的研究_关于点云数据三维特征分割基础算法的研究介绍
- 看热讯:时空之门怎么走_时空之门正式版攻略新手开局怎么玩
- 天天短讯!迪士尼开启百周年庆典,数部皮克斯经典影片重映
- 女单8强全部诞生!国乒大获全胜,中日各占3席,孙颖莎守半区无忧
- 招联逾期多久要全额还款?多久上门?
- 华商基金管理有限公司关于旗下部分基金参加中国人寿保险股份有限公司申购费率优惠活动的公告|环球热消息
- 产业优势明显 外资大手笔抢筹概念股名单来了
- 通胀降温,美股收涨,苹果市值突破3万亿美元
- 日本拟解禁F-15J发动机出口
- 长安深蓝战略发布会只说了一件事:卷 动态焦点
- 焦点日报:当端午节遇到圣胡安节,仲夏里别样的“水火交融”
- 吴道子是哪个朝代的人物形象(吴道子是哪个朝代的人) 今日精选
- 【环球聚看点】官方:莱斯特城三位教练组成员离任
- 中国生态大省青海的绿色之变|观速讯
- 格林美:发行GDR并在瑞士证券交易所上市获得瑞士交易所监管局附条件批复
- 阿拉比卡咖啡属于什么档次_阿拉比
- 全球速看:6月30日龙虎榜:1.31亿抢筹沪电股份 机构净买入19只股
- 安卓手机升级系统后不能开机-安卓手机升级系统 天天热讯
- 天天速递!下一个Android更新将使盗贼更难使用AirTag追踪你的汽车
- 快报:物产金轮(002722.SZ):逐步探索研究产品在机器人领域的运用机会
- 天天新动态:轿车自燃烟台理发师放下工具冲去救火 顾客:有事你是真上啊
- 子公司曾被停业整顿,鹰之航二闯IPO成功过会!|天天关注
- 七月活动安排出炉!快来市图避暑学习吧!_天天观焦点
- 今日报丨三季度鸡蛋供需差收窄可期
- 为世界经济注入更多确定性力量——写在第十四届夏季达沃斯论坛闭幕之际
- 【机票盲盒】学生专享价9块9!去内蒙古看大草原!_焦点播报