新型硒化物热电材料的制备及研究

发布时间：2017-12-30 18:42

  本文关键词：新型硒化物热电材料的制备及研究　出处：《中国科学技术大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：本论文主要以SnSe、Bi_2Se_3和Bi_2Te_(2.7)Se_(0.3)这三种硒化合物为研究对象,以优化和提高其热电性能为目标。通过对材料进行掺杂、纳米化或引入纳米第二相形成复合材料来提高材料的热电优值,主要研究结果包含以下几个方面:对于SnSe研究了热压温度及Zn在Sn位的掺杂对多晶SnSe的热电性能的影响。改变热压温度优化了载流子浓度,使多晶SnSe在热压温度为400℃和450℃最大ZT值达到0.73;多晶SnSe通过锌(Zn)掺杂,由于高温处电导和热电势同时提高,致使材料在873K的ZT值高达0.96,比纯SnSe(ZT = 0.68)提高了约40%;将纳米炭黑和PbTe分别引入多晶SnSe中,适量炭黑的引入提高材料的高温电导率,而PbTe的引入不仅提高电导率同时降低热导,纳米复合材料的ZT分别达到1.21和1.26。对于Bi_2Se_3多晶材料,通过研究发现重复测量可以提高其热电性能。对于垂直和平行热压方向的样品分别在重复测量之后,最大热电优值ZT从0.4和0.25分别增加到0.62和0.35。ZT值的提升主要是由于随着测试次数增加载流子的迁移率显著增加。此外,在第三次测量中观察到垂直于热压方向电阻率和Seebeck系数表现出了拓扑金属传导行为,证明了各向异性的多晶Bi_2Se_3的拓扑金属性导电。对于Bi_2Te_(2.7)Se_(0.3),研磨导致纳米化可使Bi_2Te_(2.7)Se_(0.3)的热导率有效降低,从而ZT值在373K时达到1;在Bi2Te2 7Se0.3中复合了 InSb纳米颗粒,发现InSb纳米粒子的复合可有效降低热导,材料高的功率因子保持不变,致使ZT值在323K时达到1.2。
[Abstract]:In this paper, three kinds of selenium compounds, SnSeSe Bis _ 2Se3 and Bis _ 2T _ 2T _ 2T _ 2T _ 2T _ 2T _ 2S _ 3 _ 3) are taken as the research objects. In order to optimize and improve its thermoelectric properties, the thermoelectric excellent value of the materials can be improved by doping, nanocrystalline or introducing nano-second phase to form composite materials. The main results are as follows: for SnSe, the influence of hot-pressing temperature and Zn doping on the thermoelectric properties of polycrystalline SnSe was studied. The carrier concentration was optimized by changing the hot-pressing temperature. The maximum ZT value of polycrystalline SnSe is 0.73 at the hot pressing temperature of 400 鈩，

本文编号：1355999