我们概述了通过将Cu掺杂到空的四面体位点来改善n型XNiSn基半霍斯勒合
金的热电性能的策略。使用结构表征和建模的综合组合来区分热电增强的竞争机制。在合成过程中,会发生矿化作用,从而改善合
金元素Ti,Zr和Hf的均质性,并促进晶粒长大,从而导致电子迁移率增加一倍。在形成的材料中,Cu是一种强n型掺杂剂(如Sb),但占据了间隙位置,并在不降低载流子迁移率的情况下(与间隙Ni相比)大大增强了声子散射。用的Ti,Zr和Hf的同时合
金化用于最小化的热导率通过经常发生质量失调和劳损。对于Ti 0.5 Zr 0.25 Hf 0.25 NiCu 0.025 Sn成分,观察到最佳电子功率因数S 2 / ρ为3.6 mW m -1 K -2,在773 K处的最大ZT为0.8 ,使器件功率密度有望达到〜从450 K梯度获得6 W cm -2和约8%的转换效率。这些发现很重要,因为它们为XNiSn系统中高ZT的基