rGO/Ag0.005 Sn0.995 Se热电复合材料的制备及性能研究

为了实现石墨烯纳米相在基体中的均匀分散,提高多晶SnSe的热电性能,本文首先利用熔炼法合成了多晶Ag0.005 Sn0.995 Se材料,然后采用液相沉淀法实现了Ag0.005 Sn0.995 Se与氧化石墨烯(GO)均匀复合,再经过氢气还原和SPS烧结制备得到rGO/Ag0.005 Sn0.995 Se复合材料.研究结果表明,复合rGO显著提高了载流子迁移率,电导率由基体的33.64 S/cm提高到39.29 S/cm.同时第二相rGO的引入,增加了晶界数量,增强了声子散射,降低了热导率.当复合rGO量为0.50wt; 时,在垂直热压方向上获得了最高的ZT值0.73(773 K).     

PEDOT∶PSS掺杂对聚合物太阳电池性能的影响

分别用不同体积分数的二甲基亚砜(DMSO)和丙三醇溶液作为掺杂剂优化PEDOT∶ PSS薄膜,并对DMSO和丙三醇掺杂PEDOT∶ PSS薄膜的影响进行了研究.此外,还对优化处理过的薄膜分别作为阳极修饰层的聚合物太阳电池进行对比.结果表明,掺杂过的PEDOT∶ PSS薄膜的电导率得到了很大提高.PEDOT∶ PSS薄膜的光学性质和表面粗糙度变化等表明DMSO掺杂的PEDOT∶ PSS薄膜电导率的提高是因为PEDOT∶ PSS相分离变小,使得两相区势垒降低;而丙三醇掺杂的PEDOT∶ PSS薄膜电导率的提高是因为PEDOT∶ PSS链结构的变化.器件的能量转换效率都是在掺杂3; DMSO和3;丙三醇时获得,分别为3.79;和2.70;,比未掺杂的电池分别提高了5.65倍和4.02倍.     

AgNW s/Yb0.3Co4Sb12纳米复合热电材料的制备及热电性能的研究

采用多元醇法和熔融淬火高温退火法合成银纳米线(AgNWs)和填充方钴矿Yb0.3Co4Sb12材料,采用超声分散法并结合等离子体快速烧结技术(SPS)烧结成AgNWs/Yb0.3 Co4 Sb12纳米复合材料.通过XRD和扫描电镜分析材料的物相结构与微观形貌,测量计算了不同AgNWs复合含量样品的电导率、Seebeck系数、热导率、晶格热导率和ZT值.发现了复合AgNWs可以很大程度地提高方钴矿材料的电输运性能,但也使得其热导率不可避免地升高.最终AgNWs复合含量为0.5wt;的复合材料热电性能最佳,达到850 K时的1.02.     

含铅GaSb基半导体的热电输运特性

GaSb是Ⅲ-Ⅴ族系列直接带隙半导体材料,其内部的缺陷性质对调控材料的热电性能具有重要作用.研究发现,在GaSb中掺杂Pb后材料内部产生了大量的反结构受主缺陷Pbsb-及施主缺陷PbCa+,但本征缺陷VGa3-和SbGa2+浓度减少.这些缺陷浓度的变化直接调控了材料的热电输运性能.例如,掺杂0.25; Pb后,室温载流子浓度由未掺杂时的～5.04 ×1023m-3突增到9.50×1025 m-3;在867 K时,电导率由0.56×104 Ω-1·m-1增加到4.82×104 Ω-1·m-1;晶格热导率由4.63 W· K-1·m-1下降到3.41 W· K-1·m-1.最大热电优值(ZT)为0.21,约是未掺杂GaSb最大ZT值的10倍.     

退火工艺对水热合成SnSe多晶材料热电性能的影响

单晶SnSe是一种具有优异热电性能的新型中温热电材料,但是具有更广阔应用前景的多晶SnSe热电性能较低.采用水热法结合放电等离子烧结技术制备了p型SnSe多晶块体热电材料,利用XRD、FE-SEM、ZEM-3热电测试系统等研究了不同退火温度对SnSe多晶材料物相组成、微观结构和热电性能的影响.结果 表明,合适的退火温度可以通过促进晶粒生长,减少晶格缺陷来调整载流子浓度和迁移率,提高材料的电导率,从而获得功率因子的显著提升.经过600℃退火处理后,SnSe多晶材料的电导率在773 K时最大值为3.83 μW/(cm·K2),但其热导率几乎保持不变,与未退火样品相比ZT值(773 K)从0.56提高到0.63.     

Ag/Yb0.35Co4Sb12热电复合材料的制备及热电性能研究

方钴矿作为性能优异的中温区热电材料而备受关注,如何进一步提升其热电性能是目前研究的热点和难点.本文采用"熔融-退火"结合放电等离子烧结(SPS)的简易方法,成功的制备出了具有不同Ag含量的热电复合材料,并研究了Ag的引入对基体材料热电性能的影响.结果表明,由于Ag的引入,使得电导率(σ)得到显著提升;除此之外,方钴矿与Ag界面之间的能量过滤效应以及基体能带受到Ag的影响,使得赛贝克系数(α)绝对值得到了显著提高;热导率(κ)虽有小幅提升,但得益于高功率因子,最终使得Ag/Yb0.35 Co4 Sb12复合材料的热电性能得到了大幅度提高.特别是当Ag含量为0.5wt;时,热电优值(ZT)在800 K达到1.28,相较于基体提高了44.3;.     

面向器件应用的PEDOT:PSS薄膜的光电稳定性研究

PEDOT:PSS(聚3, 4-亚乙基二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐)薄膜因其良好的导电性、透光性、机械柔韧性以及溶液可加工性而被广泛应用。提高PEDOT材料的电导率以及光电稳定性对其器件应用有重要意义。在本文中,首先用旋涂法制备PEDOT:PSS薄膜,然后采用硫酸后处理技术提高其电导率,并将硫酸处理后的薄膜分别放置于空气、氧气、氮气中以及太阳光照下30 d,研究薄膜的光电稳定性及老化机制。实验结果表明:太阳光照是影响薄膜光电性能稳定性的主要因素,而硫酸处理有效地去除了过量的PSS成分,使薄膜的稳定性变好。通过比较老化前后薄膜的光吸收谱和光电子能谱(XPS)发现,在老化过程中薄膜发生了光氧化降解,这是影响薄膜光电稳定性的原因之一。     

基于第一性原理的AlGaN合金热电性质研究

热电材料能够实现热能与电能的转换,在缓解能源危机领域起着很重要的作用.目前热电材料的研究主要集中在Bi2Te3,PbTe等由重金属组成的化合物半导体和合金材料上,存在有毒有害物质,并巨一般只能应用在较低温度区域,因此新型热电材料成为目前热电领域研究的热点.论文基于第一性原理和玻尔兹曼输运理论对不同组分和不同导电类型AlGaN材料的电子结构和热电性质进行了研究.电子结构计算结果表明随着Al组分的提高,AlGaN的禁带宽度不断的增大,并巨AlGaN的能带结构存在能谷汇聚的现象,这种能谷汇聚可以有效的提高材料的塞贝克系数.热电性质计算结果表明AlGaN材料的ZT值随着Al组分的增加先增加后降低,在Al组分为0.5时ZT值最高,相对于GaN的ZT值可以提高70;以上;P型AlGaN 的热电性质要优于N 型AlGaN 材料,P型Al0.5Ga0.5N 材料的ZT值在1100 K时最高可以达到0.077,N型的Al0.5Ga0.5N材料的ZT值在相同温度时大约为0.037.     

不同表面活性剂制备n型Bi2Te3热电材料

分别使用P123(聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物)、PVP(聚乙烯吡咯烷酮)和EDTA(乙二胺四乙酸)为模板剂采用水热法合成n型Bi2 Te3热电纳米粉体,通过放电等离子烧结技术(简称SPS)将粉体烧结成块体样品.利用XRD、SEM、ZEM-3以及激光导热仪等对制备的样品进行物相、形貌及热电性能表征.结果显示:三种模板剂制备的Bi2 Te3纳米颗粒大部分呈片状,其中PVP制备的纳米片最为规整,EDTA制备的纳米片大小不均一,P123制备的纳米片夹杂有棒状和团聚饼状的形貌;XRD表征显示所制备粉体均为纯Bi2 Te3相,没有其它杂质.对块体样品的热电性能研究发现:由于Bi2 Te3具有独特的层状结构,会对载流子和声子的传输产生影响,造成所制备块体样品垂直于压力方向的ZT值要大于平行于压力方向的ZT值;采用PVP模板剂制备Bi2 Te3样品的热电性能最高,在温度为480 K时,ZT值达到0.33.     

Sr掺杂对Ca3Co4O9基材料热电性能的影响

采用溶胶-凝胶法,结合常压烧结工艺制备了Ca3-xSrxCo4O9(x=0～0.5)热电陶瓷材料,并对材料的热电性能进行了测试。结果表明,Sr掺杂对Ca3Co4O9基材料的热电性能有较大影响。随着掺杂量的增加,电导率逐渐增大,Seebeck系数略有减小。Sr掺杂能显著降低热导率,而且随着掺杂量的增加,热导率的下降幅度逐渐增大。Sr掺杂显著改善Ca3Co4O9材料的热电性能,当掺杂量为0.5时获得最佳热电性能,573 K时Z值达1.07×10-4 K-1。