利用晶体结构工程提升GeSe化合物热电性能的研究

在热电研究领域, Ge Se是一种二维层状结构具有较大带隙的半导体,本征载流子浓度低,热电性能差.在本工作中,采用熔融淬火结合放电等离子活化烧结工艺制备了一系列的Ge Se_1–x Te_x (x=0, 0.05, 0.15, 0.25,0.35, 0.45)多晶样品,研究了Te含量对Ge Se化合物物相结构和热电输运性能的影响规律.结果表明:随着Te含量的增加, Ge Se的晶体结构逐渐由正交相向菱方相转变,使得材料的带隙降低,载流子浓度和迁移率同步增加;同时,晶体对称性的提高增加了化合物的能带简并度,有效提高了载流子有效质量.在这些因素的共同作用下,菱方相Ge Se的功率因子比正交相Ge Se提高约2—3个数量级.此外,菱方相Ge Se具有丰富的阳离子空位缺陷以及铁电特性所导致的声子软化现象,这导致其晶格热导率比正交相Ge Se降低近60%.当Te含量为0.45时,样品在573 K取得最大热电优值ZT为0.75,是本征Ge Se样品的19倍.晶体结构工程是提升Ge Se化合物热电性能的有效途径.     

Wide spectrum solar energy harvesting through an integrated photovoltaic and thermoelectric system

This paper proposes a power system concept that integrates photovoltaic （PV） and thermoelectric （TE） technologies to harvest solar energy from a wide spectral range. By introduction of the ＇spectrum beam splitting＇ technique, short wavelength solar radiation is converted directly into electricity in the PV cells, while the long wavelength segment of the spectrum is used to produce moderate to high temperature thermal energy, which then generates electricity in the TE device. To overcome the intermittent nature of solar radiation, the system is also coupled to a thermal energy storage unit. A systematic analysis of the integrated system is carried out, encompassing the system configuration, material properties, thermal management, and energy storage aspects. We have also attempted to optimize the integrated system. The results indicate that the system configuration and optimization are the most important factors for high overall efficiency.     

利用真空变温薄膜电阻实验仪测量热电材料特性参数

利用北京交通大学理学院自主开发的VTR10型真空变温薄膜电阻实验仪对热电材料的热电阻率进行了多次测量,并用该装置精确测定了热电材料的塞贝克系数,得到了热电材料的电阻率随温度变化的曲线和塞贝克系数随温度变化的曲线.     

能带工程对射频功率SiGe异质结双极晶体管热性能的改善

众所周知,基区"能带工程"可以改善Si_1-xGe _{x 基区异质结双极晶体管(HBT)的直流、频率和噪声等特性,但"能带工程"对HBT热学特性的影响的研究还很少。本文基于三维热电反馈模型,分析了"能带工程"对射频功率SiGe HBT热性能的影响。考虑到电流增益随温度的变化以及发射结电压负温度系数,给出了器件热稳定所需最小镇流电阻(REmin)的表达式,在此基础上给出了非均匀镇流电阻的设计,进一步提高了SiGe HBT的热稳定性 关键词： SiGe HBT Ge组分 热电反馈 镇流电阻}     

热电材料PbTe1-xSex的高压制备及电学性能研究

 利用高温高压技术,制备了热电材料PbTe和PbSe的固溶体合金PbTe_1-xSe_x,在室温下对其结构及电学性质进行了研究。X射线衍射（XRD）测试结果表明：PbTe_1-xSe_x具有NaCl结构;晶格常数随着Se含量（x）的增加而减小;PbTe_1-xSe_x的电阻率和Seebeck系数的绝对值随x的增大而减小;功率因子随x的增大先增大而后减小,当x=0.1时功率因子最高,达到21.7 μW/(cm·K²),比相同条件下制备的PbTe高20%。     

基于第一性原理的Mn纳米线掺杂二维SnSe热电性能研究

本文提出了一种在二维SnSe中掺杂一维Mn纳米线的2D-1D复合结构,并系统地研究了其热电性能。结果表明,一维Mn纳米线将电子态汇聚在纳米线附近,提高了材料的各向异性,降低了电子在某一方向上的散射效应,导致了较高的迁移率和电导率。自旋向上和向下的电子态发生简并,导致了较高的塞贝克系数和电导率。此外,Mn纳米线将晶格热导率降低了约0.17 W·m^?1·K^?1。在200至650 K的温度范围内,3Mn-SnSe具有0.73至3.78的极高ZT值,比本征二维SnSe平均提高了约39.2%。     

柔性热电材料的研究进展及应用

热电材料是能够实现热能和电能直接相互转化的一类新型能源材料,在温差发电和半导体制冷两方面有重要应用。与传统热电材料相比,柔性热电材料具有形状可弯曲、重量轻和环境友好等优点,在可穿戴设备及其他柔性电子领域具有较好的应用前景。当前,如何进一步提高柔性热电材料的性能,特别是如何协同优化其柔韧性能与热电性能是研究的关键。本文结合近年的研究热点,综述了聚合物基柔性热电材料、碳基柔性热电材料和无机半导体类柔性热电材料的研究进展,详细介绍了这三类柔性热电材料的特点、性能优化以及制备方法,总结了柔性热电材料在电子、医疗和工业等领域的应用,并结合现存的一些问题和不足对柔性热电材料今后的研究方向进行了展望。     

热电器件综合性能表征系统及实验研究

基于直流瞬态Harman法测量热电器件优值系数原理,搭建热电器件综合性能表征实验系统,实现同时测量热电器件无量纲优值系数（ZT值）、Seebeck系数、电导率以及热导率,并通过Labview编程完成对实验系统的控制、数据采集、实时显示和处理。制作并改进具有夹层结构的热电器件,对此开展了性能测试评估。实验结果表明,室温下夹层结构热电器件ZT值小于常规Bi₂Te₃器件,但Seebeck系数比常规器件大;夹层结构器件电导率和热导率均大于常规器件值。     

Ag-ZnO纳米复合热电材料的制备及其性能研究

ZnO是一类具有潜力的热电材料, 但其较大声子热导率影响了热电性能的进一步提高. 纳米复合是降低热导率的有效途径. 本文以醋酸盐为前驱体, 溶胶-凝胶法制备了Ag-ZnO纳米复合热电材料. 扫描电镜照片显示ZnO颗粒呈现多孔结构, Ag纳米颗粒分布于ZnO的晶粒之间. Ag-ZnO纳米复合材料的电导率比未复合ZnO材料高出100倍以上, 而热导率是未复合ZnO材料的1/2. 同时, 随着Ag添加量的增加, 赛贝克系数的绝对值逐渐减小. 综合以上原因, 添加7.5%mol Ag的Ag-ZnO纳米复合材料在700 K时的热电优值达到0.062, 是未复合ZnO材料的约25倍. 在ZnO基体中添加导电金属颗粒有利于产生导电逾渗通道, 提高材料体系的电导率, 但同时导致赛贝克系数的绝对值减小. 总热导率的差异来源于声子热导率的差异. 位于ZnO晶界的纳米Ag颗粒, 有利于降低声子热导率. 关键词： 热电材料 ZnO 纳米复合 热导率     

Sr掺杂钙钛矿型氧化物Y1-xSrxCoO3的溶胶-凝胶制备及电阻率温度关系研究

采用溶胶-凝胶方法成功制备了Sr的替代化合物Y_1-xSr_xCoO₃ (x=0, 0.01, 0.05, 0.10, 0.15, 0.20), 系统地研究了20–720 K温度范围内Y_1-xSr_xCoO₃的电阻率温度关系. 研究表明, 随着Sr的替代含量的增加, Y_1-xSr_xCoO₃的电阻率迅速地降低, 这主要是由于载流子浓度的增加引起. 样品x=0和0.01在低于330和260 K的温度范围内, 电阻率与温度之间满足指数关系lnρ∝1/T, 获得导电激活能分别为0.2950和0.1461 eV. 然而, 实验显示lnρ∝1/T关系仅成立于重掺杂样品的高温区; 在低温区莫特定律lnρ∝T^-1/4成立, 且表明重掺杂引入势垒, 导致大量局域态的形成. 根据莫特T^-1/4定律拟合实验数据, 评估了局域态密度N(E_F), 它随着掺杂量的增加而增加. 关键词： 热电材料 溶胶-凝胶 3')" href="#">YCoO₃