SnSe多晶熱電材料的Ag、Cu元素?fù)诫s改性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-05 15:44
熱電材料是一種可以直接將電和熱兩種形態(tài)能量相互轉(zhuǎn)化的功能材料,可以實(shí)現(xiàn)熱電發(fā)電和通電制冷,在清潔能源和制冷領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。具有正交層狀結(jié)構(gòu)的SnSe單晶具有優(yōu)異的熱電性能,其毒性低、儲(chǔ)量豐富,但單晶制備復(fù)雜,不適合規(guī)模生產(chǎn),其多晶的研究引起了更大的關(guān)注,SnSe多晶的性能還過(guò)低,主要是由于其電阻率過(guò)高。本文對(duì)SnSe多晶熱電材料進(jìn)行Ag、Cu等元素?fù)诫s改性研究,采用真空熔煉、液氮淬火以及SPS燒結(jié)等工藝制備了SnSe1+x、(SnSe)1-x(AgI)x、(SnSe)1-x(Ag2Se)x以及(SnSe)1-x(Cu2Se)x四個(gè)系列合金樣品,研究摻雜元素對(duì)SnSe多晶材料在垂直壓力及平行壓力方向的電阻率、Seebeck系數(shù)、熱導(dǎo)率及熱電性能的影響。(1)對(duì)Se欠量及過(guò)量SnSe1+x(x=-0.13,-0.1,0,0.1,0.15)系列合金的研究表明:所有的合...
【文章來(lái)源】:深圳大學(xué)廣東省
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
(a)Seebeck效應(yīng);(b)Peltier效應(yīng);(c)Thomson效應(yīng)
SnSe 多晶熱電材料的 Ag、Cu 元素?fù)诫s改性研究,電阻率下降,Seebeck 系數(shù)下降;熱導(dǎo)率降低可能輸特性取決于相互關(guān)聯(lián)的材料屬性,因此,最好的方的 ZT 值。及提高性能的途徑差發(fā)電原理如圖 1-2 所示,熱電材料載流子濃度高溫度產(chǎn)生的載流子濃度梯度。其中 P 型熱電材料的空,N 型熱電材料中的電子在低溫端富集而使低溫端帶內(nèi)建電場(chǎng),這個(gè)內(nèi)建電場(chǎng)將阻止載流子繼續(xù)向低溫端不同導(dǎo)電類型的熱電材料串聯(lián)成 P-N 對(duì)可以增大溫差的熱電堆可以提高熱電器件的有效輸出功率。
SnSe 多晶熱電材料的 Ag、Cu 元素?fù)诫s改性研究電器件,其最大發(fā)電效率為: 0分別為低溫端、高溫端以及平均溫度;16)和(1-17)可知,熱電材料的能量轉(zhuǎn)換效率與 ZT 值有關(guān),如隨 ZT 值和溫差的提高而增大。具有商業(yè)價(jià)值的熱電材料 ZT如 ZT 值能達(dá)到 3,溫差 500 K 時(shí),熱電轉(zhuǎn)換效率將逼近卡諾效益。因此,目前發(fā)展熱電材料的關(guān)鍵問(wèn)題還是提高材料的1221111ZTTTZTTTT2max
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]熱電能源材料研究進(jìn)展[J]. 張宗委,王心宇,劉一杰,曹峰,趙立東,張倩. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2018(02)
[2]KBr摻雜多晶SnSe化合物熱電性能的研究[J]. 楊實(shí)丹,斯劍霄,陳子潔,陳明. 浙江師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(04)
[3]Ag摻雜SnSe化合物的制備及熱電性能[J]. 李松浩,張忻,劉洪亮,鄭亮,張久興. 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2016(07)
[4]熱電材料在能源中的應(yīng)用[J]. 任紅軒. 新材料產(chǎn)業(yè). 2006(05)
本文編號(hào):2958900
【文章來(lái)源】:深圳大學(xué)廣東省
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
(a)Seebeck效應(yīng);(b)Peltier效應(yīng);(c)Thomson效應(yīng)
SnSe 多晶熱電材料的 Ag、Cu 元素?fù)诫s改性研究,電阻率下降,Seebeck 系數(shù)下降;熱導(dǎo)率降低可能輸特性取決于相互關(guān)聯(lián)的材料屬性,因此,最好的方的 ZT 值。及提高性能的途徑差發(fā)電原理如圖 1-2 所示,熱電材料載流子濃度高溫度產(chǎn)生的載流子濃度梯度。其中 P 型熱電材料的空,N 型熱電材料中的電子在低溫端富集而使低溫端帶內(nèi)建電場(chǎng),這個(gè)內(nèi)建電場(chǎng)將阻止載流子繼續(xù)向低溫端不同導(dǎo)電類型的熱電材料串聯(lián)成 P-N 對(duì)可以增大溫差的熱電堆可以提高熱電器件的有效輸出功率。
SnSe 多晶熱電材料的 Ag、Cu 元素?fù)诫s改性研究電器件,其最大發(fā)電效率為: 0分別為低溫端、高溫端以及平均溫度;16)和(1-17)可知,熱電材料的能量轉(zhuǎn)換效率與 ZT 值有關(guān),如隨 ZT 值和溫差的提高而增大。具有商業(yè)價(jià)值的熱電材料 ZT如 ZT 值能達(dá)到 3,溫差 500 K 時(shí),熱電轉(zhuǎn)換效率將逼近卡諾效益。因此,目前發(fā)展熱電材料的關(guān)鍵問(wèn)題還是提高材料的1221111ZTTTZTTTT2max
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]熱電能源材料研究進(jìn)展[J]. 張宗委,王心宇,劉一杰,曹峰,趙立東,張倩. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2018(02)
[2]KBr摻雜多晶SnSe化合物熱電性能的研究[J]. 楊實(shí)丹,斯劍霄,陳子潔,陳明. 浙江師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(04)
[3]Ag摻雜SnSe化合物的制備及熱電性能[J]. 李松浩,張忻,劉洪亮,鄭亮,張久興. 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2016(07)
[4]熱電材料在能源中的應(yīng)用[J]. 任紅軒. 新材料產(chǎn)業(yè). 2006(05)
本文編號(hào):2958900
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