Ag和In共摻雜PbTe基化合物的合成及熱電性能研究.pdf

1、PbTe基熱電材料在最近的研究中取得了重大進(jìn)展，Ag和Sb共摻雜的AgPb<,m>SbTe<,m+2>類化合物展現(xiàn)出大大優(yōu)于二元PbTc合金的熱電性能。然而，最近的研究都僅僅局限于Ag、Sb等少數(shù)摻雜原子，其它原子的共摻雜對(duì)PbTe基熱電材料結(jié)構(gòu)和性能的研究很少。本文采用高溫熔融緩冷工藝合成了n型Ag和In共摻雜PbTc基和p型Ag和In共摻雜Pb<,1-x>Sn<,x>Tc基熱電化合物，研究了Ag和In共摻雜對(duì)化合物結(jié)構(gòu)和熱電性能的影

2、響規(guī)律，研究結(jié)果表明： (1)n型Ag和In共摻雜PbTc基化合物：In<,x>Pb<,1-x>Te化合物中，隨著In摻雜量的增加，化合物電導(dǎo)率增加，Seebeck系數(shù)絕對(duì)值減小，熱導(dǎo)率增加；(AgIn)<,x>Pb<,1-2x>Te化合物中，隨著Ag和In共摻雜量的增加，Seebeck系數(shù)絕對(duì)值增大，電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率降低；Ag、Pb的偏離化學(xué)計(jì)量的Ag<,1-x>Pb<,18+y>InTe<,20>化合物中，隨著Ag含量的降低和

3、Pb含量的增加，電導(dǎo)率增加；在n型Ag和In共摻雜PbTc基化合物中，組成為(AgIn)<,0.01>Pb<,0.95>Te的樣品在800K時(shí)得到最大ZT值1.1。 (2)p型Ag和In共摻雜Pb<,1-x>Sn<,x>Te基化合物：(AgIn)<,x>Pb<,0.5>Sn<,0.5>)<1-2x>Te化合物中，改變x對(duì)于化合物的晶格熱導(dǎo)率有很大影響，隨著Ag和In共摻雜量x的增加晶格熱導(dǎo)率降低；Ag<,0.5>Pb<,5>Sn

4、<,4>In<,x>Te<,10>化合物中，通過(guò)In的偏離化學(xué)計(jì)量比可以在很大的范圍內(nèi)進(jìn)行載流子濃度的調(diào)節(jié)，In含量從x=0.5降低到x=0.3時(shí)，載流子濃度常溫下從4.86×10<'18>cm<'-3>增加到3.85×10<'21>cm<'-3>，載流子散射機(jī)制從以聲學(xué)波散射為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐噪婋x雜質(zhì)散射為主，同時(shí)隨著In含量的降低，載流子熱導(dǎo)成為影響化合物熱傳輸?shù)闹饕蛩?；Ag<,0.5>(Pb<,8-x>Sn<,x>)In<,0.5>T