热变形协同优化BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)材料电热输运OA北大核心CSTPCD

作为一种能够同时制备具有相同化学成分的n型与p型热电材料,BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)材料在开发设计性能优良的热电器件方面具有极大的应用潜力。但其电导率较低,热电性能较差,阻碍了进一步推广应用。因此,在保持较低热导率的前提下,提升BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)的电输运性能,对改善其热电性能具有重要意义。本研究结合封管熔炼和真空热压烧结,对n型BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)进行多次重复热变形。研究发现,热变形使样品产生大量具有择优排列方向和较大表面积的纳米层片,使其不但可以保持较高载流子浓度,而且具有高的载流子迁移率,从而有效提高了BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)的电导率。与此同时,热变形还可以在样品中引入多尺度缺陷,有效散射全尺度声子,极大地降低了BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)的热导率。因此,热变形实现了样品电输运和热输运之间的解耦,同时改善了电性能和热性能。在500 K时,BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)的热电优值由未变形样品的0.21提高至0.50,提升了约138%,热电性能得到显著改善。本工作为制备具有较高转换效率和均匀结构的BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)热电器件提供了基础。