高性能熱電材料能夠?qū)崿F(xiàn)廢熱回收，為可持續(xù)發(fā)展提供了有效途徑。“聲子玻璃電子晶體”的概念被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)高性能熱電材料的理想方法。近日，北京航空航天大學(xué)趙立冬、朱英才、Tan Qing通過合金化硒成功實(shí)現(xiàn)了n型PbSnS2晶體中的長程有序和短程無序，從而實(shí)現(xiàn)了電子和聲子傳輸?shù)膮f(xié)同優(yōu)化。
本文要點(diǎn)：
1) 晶體對稱性的提高削弱了平均長程有序的畸變，導(dǎo)致載流子遷移率高，從而提高了電輸運(yùn)性能。同時(shí)，通過X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)光譜分析的局部結(jié)構(gòu)揭示了一種增強(qiáng)的短程無序，導(dǎo)致聲子散射增強(qiáng)，從而導(dǎo)致超低晶格熱導(dǎo)率。
2) 因此，無序有序使PbSnS2-Cl-30%Se晶體在733 K下沿面外方向具有高ZT≈1.7。此外，使用這種晶體制造的器件在378 K的溫差下產(chǎn)生了≈7.2%的發(fā)電效率。
Shaoping Zhan et.al Disordered Order Enables High Out-of-Plane ZT in PbSnS2 Crystals Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202403194
https://doi.org/10.1002/aenm.202403194
