Se位掺杂对燃烧合成Cu₂SnSe₃热电性能的影响

【作者】 马瑞； 李宇洋； 刘光华； 李江涛； 韩叶茂； 周敏； 李来风；

【机构】 中国科学院理化技术研究所；

【摘要】 Cu₂SnSe₃是一种不含稀贵或有毒元素的新型热电材料,具有较低的热导率和较高的电导率,通过掺杂可大大提高Cu₂SnSe₃的热电优值,使其有望在中温区附近得到应用。通过燃烧合成直接一步制备出致密的Cu₂SnSe₃块体材料,其相对密度在96%以上,最大热电优值为0.48,与传统烧结工艺制备的样品性能相当,整个反应过程在数分钟内即迅速完成,从而极大的简化了合成工艺。为进一步提高Cu₂SnSe₃材料的热电性能,本文利用燃烧合成方法制备多晶块体材料,采用S、Te两种元素对Cu₂SnSe₃进行掺杂,系统研究了掺杂对热电性能的影响。结果表明,S、Te两种元素的Se位掺杂提高了Seebeck系数,降低了热导率和电导率,最终使热电优值有所提升。S掺杂Cu₂SnS_xSe_3-x样品中,当x=0.15时在温度822K下取得最大ZT值为0.82。Te掺杂Cu2SnS_ySe_3-y样品中,当x=0.05时在温度822K下取得最大ZT值为0.49。更多还原