n型(PbTe)0.75(PbS)0.15(PbSe)0.1化合物的热电性能

【摘要】

n型、p型铅硫属化合物（PbQ，Q = Te，Se，S）已被证明具有较好的热电性能。最近的一些研究，改变带隙、引入谐振态等，使得P型铅硫属化合物的热电性能有了显著提高。本文研究了（PbTe）0.75（PbS）0.15（PbSe）0.1的n型四元复合材料合成，并探讨了纳米结构对晶格热导率，载流子迁移率等的影响，并与类似的三元系统（PbTe）1-x（PbSe）x、（PbSe）1-x（PbS）x和（PbS）1-x（PbTe）x做了比较。缺陷和界面处的声子散射导致晶格热导率的降低，通过降低载流子迁移率来补偿。最大的ZT值在800K时为~1.1，与PbTe、PbSe和（PbTe）1-x（PbSe）x的单相合金的热电性能相似。

【成果介绍】

通过混合定量的高纯度PbS，PbSe，Pb和Te（99.999％），加入0.05,0.085,0.16,0.39mol％的PbCl2掺杂剂，合成最终的多晶（PbTe）0.75（PbS）0.15（PbSe）0.1样品。后经过烧结、淬火、研磨等工艺，最终得到纳米结构的n型（PbTe）0.75（PbS）0.15（PbSe）0.1化合物。

使用德国Linseis的LSR-3测试塞贝克系数，Linseis LFA1000测试热扩散系数，通过ZT = S2Tσ/(κE+κL)计算得到热电优值。