【摘要】：熱電材料可以直接實現(xiàn)熱到電或者電到熱的轉(zhuǎn)換,其轉(zhuǎn)換效率可以通過冷熱兩端的溫度比值與無量綱的熱電優(yōu)值ZT=S~2σ/κ來確定。硒化錫基熱電材料是目前ZT最高的中高溫熱電材料,但是未進行有效摻雜的硒化錫熱電材料的性能卻不理想,雖然硒化錫基熱電材料本身具有較低的熱導(dǎo)率,但是由于其載流子濃度低,電傳輸性能差導(dǎo)致其熱電優(yōu)值不高。要想提升硒化錫基熱電材料的轉(zhuǎn)換效率,主要途徑是在不顯著增加材料熱導(dǎo)率的前提下,大幅優(yōu)化硒化錫基材料的功率因子(S~2σ)。優(yōu)化其功率因子則要優(yōu)化它的電導(dǎo)率和塞貝克系數(shù)。本文所采取的材料制備方法是通過機械合金化(MA)制備粉末,再經(jīng)過放電等離子燒結(jié)(SPS),制備硒化錫塊體。通過這種制備方法,方便對硒化錫基熱電材料進行摻雜,而且這種制備方法制備的硒化錫晶粒比較均勻,材料比較致密。本文嘗試通過制備“缺陷”摻雜硒化錫來提高材料的電導(dǎo)率,并優(yōu)化材料的塞貝克系數(shù),來提高其熱電優(yōu)值。通過“缺陷”摻雜,本論文制備了SnSe_(0.8),SnSe_(0.9)和SnSe_(0.95)等n型硒化錫半導(dǎo)體材料,以及SnSe_(1.03),SnSe_(1.05)和SnSe_(1.1)等p型半導(dǎo)體材料。在這項工作中,本論文用Sn和Se兩種元素制備出了p型和n型兩種半導(dǎo)體,在SnSe_(1.05)樣品中獲得了最高的熱電優(yōu)值(在773 K時ZT大約為0.65),并且在這個樣品中獲得了整個測試溫度范圍內(nèi)較高的平均熱電優(yōu)值。在之前很多優(yōu)化硒化錫基熱電材料性能的研究中,發(fā)現(xiàn)銅、鋁、鋅、銀、汞等金屬在硒化錫中的固溶度有限,對硒化錫的摻雜效果很有限。用第威德合金(鋁45%、銅50%、鋅5%)對硒化錫進行摻雜。結(jié)果表明,通過第威德合金摻雜大幅提高了材料的電導(dǎo)率,并顯著優(yōu)化了材料的功率因子。本論文在W_(0.005)Sn_(0.995)Se樣品中獲得了0.45(773 K)的熱電優(yōu)值,這是未摻雜硒化錫的三倍。
【圖文】：

圖 1.1 塞貝克效應(yīng)原理圖Fig. 1.1 The principle diagram of the Seebeck effect兩種材料接頭處的溫度不同時，即一端為熱端勢差，從而在回路當中產(chǎn)生電流。

圖 1.2 帕爾帖效應(yīng)原理圖Fig. 1.2 The principle diagram of the Peltier effec的原理為：載流子（電子或空穴）在材料料中所處的能級不同，它們由高能級向低
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB34

【參考文獻】

相關(guān)碩士學位論文 前2條

1 劉偉;硒化錫單晶生長及其熱電性能的研究[D];山東大學;2015年

2 黃勁;硫化錫和硒化錫納米晶的溶劑熱法合成及表征[D];青島科技大學;2006年

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本文編號：2622811