Se掺杂量对n型Bi2Te3-xSex微结构及热电性能的影响

无机材料学报, 2014, 29(11): 1139-1144. doi: 10.15541/jim20140085

Se掺杂量对n型Bi2Te3-xSex微结构及热电性能的影响

1.东华大学纤维材料改性国家重点实验室,上海201620

2.东华大学纤维材料改性国家重点实验室,上海201620

3.东华大学纤维材料改性国家重点实验室,上海201620

4.东华大学纤维材料改性国家重点实验室,上海201620

基金项目: 上海市科学技术委员会(13JC1400100,12QH1400100) National Natural Science Foundation of China (51374078) Shanghai Committee of Science and Technology (13JC1400100,12QH1400100) 国家自然科学基金(51374078)

关键词：碲化铋 , 硒掺杂 , 水热合成 , 放电等离子体烧结 , 热电性能

Effects of Different Amount of Se-doping on Microstructures and Thermoelectric Properties of n-type Bi2Te3-xSex

Keywords： bismuth telluride , Se-doping , hydrothermal synthesis , spark plasma sintering , thermoelectric properties

通过水热法合成不同Se掺杂量的Bi2Te3-xSex(0≤x≤0.45)纳米粉体,采用放电等离子烧结技术,制备出致密度较高的块体材料.通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等测试手段对材料的微结构进行了表征,并重点研究了含有不同Se掺杂量块体材料的显微结构和热电性能.结果表明:Se元素的掺杂使得粉体XRD特征衍射峰向高角度偏移,并且衍射峰出现宽化,晶粒尺寸变小.随着Se掺杂量的增加,块体材料的电导率先增大后减小;Se元素的掺杂有效地降低了材料的热导率,并提高了材料的Seebeck系数.研究结果表明:在整个测试温度区间,所有经过Se掺杂的样品ZT值都高于未掺杂样品.当Se掺杂量为0.3时,样品具有最大的ZT值,平均约为0.51,并在475 K时达到最大值0.57,相比未经Se掺杂的Bi2Te3提高了159％.

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