多样性能源cluster项目
《热利用关键材料的结构设计及...
《热利用关键材料的结构设计及...
《热利用关键材料的结构设计及...
《热利用关键材料的结构设计及...
《热利用关键材料的结构设计及...
《热利用关键材料的结构设计及...
《热利用关键材料的结构设计及...
 
首页 | 多样性能源cluster项目 | 主要进展  
 
《热利用关键材料的结构设计及构效关系研究》项目在ZrNiSn基half-Heusler化合物中反位提高热电性能的研究方面取得的进展

ZrNiSn为主的half-Heusler基化合物为一种传统的热电材料。在ZrNiSn的体系中,一般认为Zr-Sn的反位会带来电性能的降低,实验中应予以避免。在《热利用关键材料的结构设计及构效关系研究》项目资助下,中国科学院上海硅酸盐研究所陈立东,张文清组通过计算研究发现,虽然Zr-Sn反位会降低体系的带隙,但同时可以提高载流子浓度,并且使带隙两边的电子态密度增加,有利于性能的提升。根据这一思想,在实验上比较了不同退火时间下的ZrNiSn体系。未退火的ZrNiSn功率因子可以达到40 W/cmK2,接近电性能良好的n型方钴矿;并且反位还会引入点缺陷,可以降低晶格热导。未退火、未做任何性能优化的ZrNiSn最大热电优值已经达到0.6,远高于基体的0.1,接近通过等电子合金及掺杂优化后最大值。该研究为half-Heusler体系的性能优化提供了新的思路。相关工作发表于Appl. Phys. Lett., 96 (2010) 152105上。

 

左图为不同Zr-Sn反位量下的电子态密度;右图为未退火(反位量最大)的ZrNiSn样品与退火后的

ZrNiSn以及优化后样品的ZT值比较。未优化的ZrNiSn样品性能可以接近文献报道的该体系的最大值。

 
福建物质结构研究所
地址:福建省福州市鼓楼区杨桥西路155号(西河) 邮政编码:350002
Copyright © 2000 - fjirsm. All rights reserved. 版权所有
备案号:闽ICP备0500344号