Sn掺杂Bi 0.5 Sb 1.5 Te 3 合金的组织结构及热电性能研究

发布时间：2021-01-30 19:44

　　Bi₂Te₃基材料是较为成熟的室温商业应用热电材料,但因其热电器件相对较低的热电转换效率限制了这类材料的应用领域。因此,进一步提升Bi₂Te₃基材料的热电性能,提高其应用价值、扩大其应用领域意义重大。通过元素掺杂和制备工艺优化引入杂质能级、增大费米能级附近的态密度,增加点缺陷、晶界及位错,可以明显改善Bi₂Te₃基材料的热电性能。因此,本文以Bi₂Te₃基材料中组分优化的Bi_0.5Sb_1.5Te₃为研究对象,就如何有效地提升其热电性能,进行了如下工作:（1）通过第一性原理计算,研究了Sn元素掺杂及本征点缺陷对Bi₂Te₃晶体电子结构的影响。计算结果表明,Sn原子掺杂引入了杂质能级,当向晶胞中掺入一个Sn原子时,能隙值增加。Bi_Te1反位缺陷使费米能级向价带移动,且缺陷形成能低于V

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Seebeck效应示意图

第1章绪论-3-图1-2温差发电示意图2、Peltier效应Peltier效应是指当直流电流通过由两种不同的导电材料组成的回路时，在两个接头处分别发生热量的吸收和释放。其现象与Seebeck效应相反，两者之间互为逆效应。如图1-3为Peltier效应示意图，Peltier效应具有可逆性，即当通入方向相反的电流时，吸热和放热端随之改变。Peltier系数的取值由材料的性质和接头处的温度共同决定[20]。其定义式如下所述：IdTdQAB（1-2）式中dQ/dT——单位时间内单位面积的节点处吸收（放出）的热量；πAB——Peltier系数（W/A），当取值为正时表示结点吸热，当取值为负时表示结点放热；I——电流强度。图1-3Peltier效应示意图在热电材料中，Peltier效应应用于热电制冷。如图1-4所示，当向由P型和N

第1章绪论-3-图1-2温差发电示意图2、Peltier效应Peltier效应是指当直流电流通过由两种不同的导电材料组成的回路时，在两个接头处分别发生热量的吸收和释放。其现象与Seebeck效应相反，两者之间互为逆效应。如图1-3为Peltier效应示意图，Peltier效应具有可逆性，即当通入方向相反的电流时，吸热和放热端随之改变。Peltier系数的取值由材料的性质和接头处的温度共同决定[20]。其定义式如下所述：IdTdQAB（1-2）式中dQ/dT——单位时间内单位面积的节点处吸收（放出）的热量；πAB——Peltier系数（W/A），当取值为正时表示结点吸热，当取值为负时表示结点放热；I——电流强度。图1-3Peltier效应示意图在热电材料中，Peltier效应应用于热电制冷。如图1-4所示，当向由P型和N

【参考文献】：
期刊论文
[1]Fundamental and progress of Bi2Te3-based thermoelectric materials[J]. 洪敏,陈志刚,邹进.  Chinese Physics B. 2018(04)
[2]热电能源材料研究进展[J]. 张宗委,王心宇,刘一杰,曹峰,赵立东,张倩.  硅酸盐学报. 2018(02)
[3]Processing of advanced thermoelectric materials[J]. LI JingFeng,PAN Yu,WU ChaoFeng,SUN FuHua,WEI TianRan.  Science China（Technological Sciences）. 2017(09)
[4]Sn掺杂对p型BiSbTe合金热电性能的影响[J]. 雷晓波,郭成,袁波,熊守权.  西华大学学报(自然科学版). 2016(05)



本文编号：3009479