Sn_xBi_0.5-xSb_1.5Te₃热电材料的组织与性能研究

来源期刊：稀有金属材料与工程2020年第11期

论文作者：杨明杰 马正青 王诗野 兰电

关键词：载流子浓度;声子散射;功率因子;晶格热导率;

摘    要：通过真空熔炼、球磨制粉、冷压成形和常压烧结制备具有高热电优值的p型Sn_xBi_0.5-xSb_1.5Te₃热电材料。研究了Sn含量对Sn_xBi_0.5-xSb_1.5Te₃热电材料晶体结构、微观形貌和热电性能的影响。结果表明:Sn_xBi_0.5-xSb_1.5Te₃热电材料晶体结构为R-3m空间群斜方晶系的六面体层状结构;添加合金元素Sn,Bi_0.5Sb_1.5Te₃基热电材料产生大量的纳米结构缺陷。合金元素Sn含量增加,Sn_xBi_0.5-xSb_1.5Te₃热电材料载流子浓度和DOS有效质量增加,有效地提高了电导率和功率因子;同时声子散射增强,显著地降低晶格热导率。在300 K时,Sn_0.015Bi_0.485Sb_1.5Te₃的功率因子达3.10 mW·（m·K²）^-1,晶格热导率为0.358 W·（m·K）^-1,ZT值为1.25。并且在300～400 K温度范围内,Sn_0.015Bi_0.485Sb_1.5Te₃的ZT值为1.25～1.33。