通过取点法得到了由Ingot法、BM法、S-MS法和Te-MS法制备的四种新型p型热电材料(Bi0.5Sb1.5)Te3的变物性参数拟合公式, 分析了温度对不同方法制备的热电材料的影响, 得到了热电材料无量纲优值与绝对温度的关系曲线。从热力学方面研究了制备工艺对基于新型热电材料的热电制冷器最大制冷系数的影响。结果表明: 由Te-MS法制备的新型p型热电材料(Bi0.5Sb1.5)Te3具有最大的优值系数, 基于该材料的热电制冷器最大制冷系数可达2.49, 较其他三种方法制备的热电材料分别提升了34.59%, 37.57%和25.76%。

硒化锡(SnSe)具有极低热导率、高功率因子和高热电优值,是一种性能优异的热电材料。SnSe的热电性能与其结构和掺杂状态密切相关。从SnSe的基本特性出发,介绍了SnSe的典型制备方法,综述了SnSe的热电性能及光(热)电性能,讨论了SnSe在光伏、锂离子电池、柔性热电器件及相变存储器等领域的潜在应用,总结了目前SnSe研究中存在的问题,并对提高其低温热电性能的方法进行了展望。

具有本征低晶格热导率的I-V-VI₂族三元硫属化合物在热电领域引起了广泛关注。AgBiSe₂作为这类化合物中少有的n型半导体, 成为一种有潜力的热电材料。本工作系统研究了AgBiSe₂的热电性能。基于Ag₂Se-Bi₂Se二元相图, 单相的(Ag₂Se)_1-x(Bi₂Se₃)_x的成分在x=0.4~0.62范围可调, 使得该材料载流子浓度具有可调性。结果表明, 通过组分调控获得了较宽范围的载体浓度1.0×10¹⁹~5.7×10¹⁹ cm^-3, 并基于声学声子散射的单一抛物带模型对其电传输性能进行了综合评估。本研究获得的最高载流子浓度接近理论最优值, 在700 K实现了最高ZT值0.5。本研究有助于深入理解AgBiSe₂的传输特性和决定热电性能的基本物理参数。

SnS由低毒、廉价、高丰度的元素组成, 在热电研究领域受到广泛关注。采用机械合金化(MA)结合放电等离子烧结(SPS)工艺制备了n型SnS_1-xCl_x(x=0, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.06)多晶块体热电样品, 并研究了Cl^-掺杂量对SnS物相、微观结构以及电热输运性能的影响。结果表明: Cl^-的引入会提高电子浓度, 使SnS由本征p型转变为n型半导体。随着Cl^-掺杂量的增加, n型SnS半导体室温下的霍尔载流子浓度从6.31×10¹⁴ cm^-3 (x=0.03)增加到7.27×10¹⁵cm^-3 (x=0.06)。x=0.05样品在823 K取得最大的电导率为408 S·m^-1, 同时具有较高的泽贝克系数为-553 μV•K^-1, 使其获得最大功率因子为1.2 μW·cm^-1·K^-2。Cl^-的掺入会引入点缺陷, 散射声子, 使晶格热导率κ_lat由0.67 W·m^-1·K^-1(x=0)降至0.5 W·m^-1·K^-1 (x=0.02)。x=0.04样品在823 K获得了最大ZT为0.17, 相比于x=0样品(ZT~0.1)提高了70%。

通过对低压化学气相沉积制得的CoSb3纳米薄膜在300~800K温度范围内的热电性能测试，发现其电阻率较其他单晶CoSb3块状样品低一个量级，热导率值在1.08~4.05 Wm－1K－1之间，比单晶CoSb3低得多.这表明纳米结构导致热导率显著降低,最高热电优值在773K出现且为0.114.这种纳米薄膜材料在研制新型高效热电半导体方面极具应用前景.