Te和Y共掺杂提高n-Mg3.2Sb1.5Bi0.5热电性能的研究

作者:强宇; 康泽鹏; 陈少平; 樊文浩
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Mg3Sb2材料是一种优秀的中温区热电材料,热导率非常低,但载体浓度较低。在本文中,n型Mg3.2Y0.05sb1。5bi0。采用机械合金化法结合放电等离子烧结(SPS)技术制备了5te样品,并对其热电传输性能进行了研究。结果表明,阳离子掺杂mg3的载流子浓度。2y0。05sb1。5bi0。5.材料可以进一步改进。载流子浓度从5.021019cm-3增加到9.761019cm-3,接近理论预测的最佳值。同时,功率因数也从10.89 wk-2cm-1增加到15 WK-2cm-1。此外,Te元素进入晶格后,材料的晶格和热导率也大大减少,从0.92Wm-1K-1减少到0.68Wm-1K-1。载流子浓度最高的样品e在750k时的ZT峰值可达1.6,在300~750k温度范围内的平均zT值可达1.0。这项工作表明,阴阳离子共掺杂对1.5bi0的增加有影响。5.Mg3Sb的载流子浓度优于单阳离子或阴离子位单一兴奋剂。这种掺杂方法有望应用于其他热电材料的性能优化。