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第8篇!北京航空航天大学赵立东/秦炳超团队Science: 晶格平坦化促进高效SnSe晶体热电

时间:2023-05-27 来源: 浏览:

第8篇!北京航空航天大学赵立东/秦炳超团队Science: 晶格平坦化促进高效SnSe晶体热电

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2023年5月25日,Science在线发表了 北京航空航天大学赵立东教授和秦炳超博士课题组及其合作者的研究论文,题目为《Lattice plainification advances highly effective SnSe crystalline thermoelectrics》。

热电技术已广泛应用于废热回收和固态冷却等关键领域。 在此研究中,作者 发现了具有潜在发电和珀耳帖(Peltier)冷却性能的硒化锡( SnSe )晶体。大量的非化学计量缺陷对SnSe的输运性质有 较大的 影响,这促使开发一种用于缺陷工程的晶格平坦化(lattice plainification)策略。研究证明, Cu可以填充Sn空位,以 减弱 缺陷散射并提高载流子迁移率 促进功率因数超过约 100  μ cm -1 K -2 ,在300 K时的无量纲品质因数(ZT)约为1.5 ,具有在300至773 K时的平均ZT约为2.2。研究进一步实现了 在约300 K 温差 (ΔT)下 约为12.2%的 单腿效率 和在环境温度下约61.2  K的 七对珀耳帖冷却 Δ T max 。此研究观测结果对SnSe晶体在发电和电子冷却中的实际应用具有重要意义。


图1 通过晶格平坦化实现高性能发电和珀耳帖冷却
图2  SnCu x Se 的电输运 性质
图3  理论模拟揭示Cu对Sn Cu 0.001 Se缺陷 形成能和价带结构的多重作用
图4  热传输、无量纲品质因数ZT和发电

论文链接
Liu, D., Wang, D., Hong, T. et al. Lattice plainification advances highly effective SnSe crystalline thermoelectrics . Science , 2023 , 380, 841-846. https://doi.org/10.1126/science.adg7196

【其他相关文献】

[1] Zhao, LD., Lo, SH., Zhang, Y. et al. Ultralow thermal conductivity and high thermoelectric figure of merit in SnSe crystals. Nature , 2014 , 508, 373–377. https://doi.org/10.1038/nature13184
[2] Zhao, LD., Tan, G., Hao, S. et al. Ultrahigh power factor and thermoelectric performance in hole-doped single-crystal SnSe.  Science 2016 , 351, 141-144. https://doi.org/10.1126/science.aad3749
[3]  Chang , C ., Wu , M ., He , D . et al.  3D charge and 2D phonon transports leading to high out-of-plane ZT in n-type SnSe crystals Science 2018 , 360 , 778-783 . https://doi.org/ 10.1126/science.aaq1479
[4] He , W ., Wang , D ., Wu , H . et al.  High thermoelectric performance in low-cost SnS0.91Se0.09 crystals Science 2019 , 365 , 1418-1424 . https://doi.org/ 10.1126/science.aax5123
[5] Xiao , Y . & Zhao , LD Seeking new, highly effective thermoelectrics Science 2020 , 367 , 1196-1197 . https://doi.org/ 10.1126/science.aaz9426
[6] Qin , B ., Wang , D ., Liu , X . et al.  Power generation and thermoelectric cooling enabled by momentum and energy multiband alignments Science 2021 , 373 , 556-561 . https://doi.org/ 10.1126/science.abi8668
[7] Su , L ., Wang , D ., Wang , S . et al.  High thermoelectric performance realized through manipulating layered phonon-electron decoupling Science 2022 , 375 , 1385-1389 . https://doi.org/ 10.1126/science.abn8997
[8] Qin , B . & Zhao , LD Moving fast makes for better cooling Science 2022 , 378 , 832-833 . https://doi.org/ 10.1126/science.ade9645
[9]  Zhu, Y., Wang, D., Hong, T. et al. Multiple valence bands convergence and strong phonon scattering lead to high thermoelectric performance in p-type PbSe. Nat. Commun ., 2022 , 13, 4179. https://doi.org/10.1038/s41467-022-31939-4
[10]  Lu, Q., Cook, J., Zhang, X. et al. Realization of unpinned two-dimensional dirac states in antimony atomic layers.  Nat. Commun .,  2022 , 13, 4603. https://doi.org/10.1038/s41467-022-32327-8
[11]  Zhan, S., Hong, T., Qin, B. et al. Realizing high-ranged thermoelectric performance in PbSnS2 crystals.  Nat. Commun .,  2022 , 13, 5937. https://doi.org/10.1038/s41467-022-33684-0
[12]  Xu, L., Xiao, Y., Wang, S. et al. Dense dislocations enable high-performance PbSe thermoelectric at low-medium temperatures. Nat. Commun ., 2022 , 13, 6449. https://doi.org/10.1038/s41467-022-34227-3
[13]  Qin, B., Wang, D., Hong, T. et al. High thermoelectric efficiency realized in SnSe crystals via structural modulation. Nat. Commun ., 2023 , 14, 1366. https://doi.org/10.1038/s41467-023-37114-7

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