Enhanced Density of States Facilitates High Thermoelectric Performance in Solution-Grown Ge- and In-Codoped SnSe Nanoplates

材料科学 热电效应 塞贝克系数 微晶 热导率 凝聚态物理 兴奋剂 热电材料 光电子学 X射线光电子能谱 纳米技术 化学工程 复合材料 冶金 热力学 工程类 物理
作者
Yaru Gong,Shihua Zhang,Yunxiang Hou,Shuang Li,Chong Wang,Wenjie Xiong,Qingtang Zhang,Xuefei Miao,Jizi Liu,Yang Cao,Di Li,Guang Chen,Guodong Tang
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:17 (1): 801-810 被引量:19
标识
DOI:10.1021/acsnano.2c11095
摘要

SnSe single crystals have gained great interest due to their excellent thermoelectric performance. However, polycrystalline SnSe is greatly desired due to facile processing, machinability, and scale-up application. Here, we report an outstanding high average ZT of 0.88 as well as a high peak ZT of 1.92 in solution-processed SnSe nanoplates. Nanosized boundaries formed by nanoplates and lattice strain created by lattice dislocations and stacking faults effectively scatter heat-carrying phonons, resulting in an ultralow lattice thermal conductivity of 0.19 W m-1 K-1 at 873 K. Ultraviolet photoelectron spectroscopy reveals that Ge and In incorporation produces an enhanced density of states in the electronic structure of SnSe, resulting in a large Seebeck coefficient. Ge and In codoping not only optimizes the Seebeck coefficient but also substantially increases the carrier concentration and electrical conductivity, helping to maintain a high power factor over a wide temperature range. Benefiting from an enhanced power factor and markedly reduced lattice thermal conductivity, high average ZT and peak ZT are achieved in Ge- and In-codoped SnSe nanoplates. This work achieves an ultrahigh average ZT of 0.88 in polycrystalline SnSe by adopting nontoxic element doping, potentially expanding its usefulness for various thermoelectric generator applications.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
3秒前
3秒前
染染发布了新的文献求助10
3秒前
dadadsad完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
研友_VZG7GZ应助呆梨医生采纳,获得10
4秒前
光亮的盼完成签到 ,获得积分10
5秒前
陆吾发布了新的文献求助10
6秒前
zzz发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
10秒前
10秒前
10秒前
11秒前
123完成签到,获得积分10
11秒前
小罗完成签到,获得积分10
12秒前
14秒前
pinecone发布了新的文献求助30
14秒前
花火易逝发布了新的文献求助10
15秒前
lxaiczn应助狂野迎海采纳,获得10
15秒前
15秒前
戴鹿角王冠的拉斯特完成签到,获得积分10
15秒前
王小十发布了新的文献求助10
16秒前
曹宇扬完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
18秒前
英仙座发布了新的文献求助10
18秒前
清脆的冰枫完成签到 ,获得积分10
19秒前
阿拉发布了新的文献求助10
19秒前
赵凯完成签到,获得积分10
19秒前
汉堡包应助冥想采纳,获得10
20秒前
虚拟的棉花糖完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
光亮的盼关注了科研通微信公众号
22秒前
慕青应助刘小志采纳,获得30
24秒前
25秒前
Owen应助aqz采纳,获得10
26秒前
28秒前
BGa完成签到,获得积分10
28秒前
29秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6020103
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7616255
关于积分的说明 16163692
捐赠科研通 5167728
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2765795
邀请新用户注册赠送积分活动 1747686
关于科研通互助平台的介绍 1635738