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清华传统热电材料n-型碲化铋的性能提升研究取得进展

作者:管理员 来源:本站 浏览数:2645 发布时间:2016-6-20 14:41:10


  热电技术可直接实现电能和热能之间的相互转换,主要应用于废热发电和固态制冷等领域,具有静态、可靠、无噪声等特点。热电器件一般由多对p-型和n-型热电对组合而成,其能源转换效率主要取决于热电材料的热电优值(ZT)。碲化铋基热电材料是室温附近性能最优异的热电材料,在制冷领域已有商业化应用,因此其性能提升受到学界和工业界的极大关注。近年来,虽然p-型碲化铋基热电材料的ZT值有显著提升,但是其n-型材料研究一直进展缓慢,如何提高n-型碲化铋基热电材料性能成为焦点。
  清华大学材料学院李敬锋课题组长期致力于热电材料与微器件技术研究,最近采用新型工艺制备出高度取向的n-型碲化铋基热电材料,并通过织构工艺优化制备了具有纳米析出点结合板织构的微纳复合结构。织构结构有利于提高材料的电传输性能,优化织构处理温度所引入的缺陷团簇、位错、挛晶等纳米结构有效地降低了晶格热导率,使ZT值在较低温度(200oC)达到1.1,比未织构处理的样品提升了35%。
  论文正式发表在NPG Asia Materials(doi:10.1038/am.2016.6)上。