Exceptional Thermoelectric Performance of Cu2(Zn,Fe,Cd)SnS4 Thin Films

材料科学 捷克先令 热电效应 薄膜 微晶 带隙 分析化学(期刊) 功勋 化学气相沉积 塞贝克系数 退火(玻璃) 费米能级 光电子学 纳米技术 热导率 复合材料 冶金 热力学 电子 量子力学 色谱法 化学 物理
作者
Yu Liu,Paul D. McNaughter,Xiaodong Liu,Andrey V. Kretinin,Jonathan M. Skelton,Feridoon Azough,David J. Lewis,Robert Freer
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:16 (9): 11516-11527 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acsami.3c17730
摘要

High-quality Cu2(Zn,Fe,Cd)SnS4 (CZFCTS) thin films based on the parent CZTS were prepared by aerosol-assisted chemical vapor deposition (AACVD). Substitution of Zn by Fe and Cd significantly improved the electrical transport properties, and monophasic CZFCTS thin films exhibited a maximum power factor (PF) of ∼0.22 μW cm–1 K–2 at 575 K. The quality and performance of the CZFCTS thin films were further improved by postdeposition annealing. CZFCTS thin films annealed for 24 h showed a significantly enhanced maximum PF of ∼2.4 μW cm–1 K–2 at 575 K. This is higher than all reported values for single-phase quaternary sulfide (Cu2BSnS4, B = Mn, Fe, Co, Ni) thin films and even exceeds the PF for most polycrystalline bulk materials of these sulfides. Density functional theory (DFT) calculations were performed to understand the impact of Cd and Fe substitution on the electronic properties of CZTS. It was predicted that CZFCTS would have a smaller band gap than CZTS and a higher density of states (DoS) near the Fermi level. The thermal conductivity and thermoelectric figure of merit (zT) of the CZFCTS thin films have been evaluated, yielding an estimated maximum zT range of 0.18–0.69 at 550 K. The simple processing route and improved thermoelectric performance make CZFCTS thin films extremely promising for thermoelectric energy generation.

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
所所应助zard采纳,获得10
刚刚
徐徐完成签到 ,获得积分10
1秒前
liangban发布了新的文献求助10
1秒前
zzhc发布了新的文献求助10
3秒前
FashionBoy应助彪壮的刺猬采纳,获得10
4秒前
4秒前
dididodo发布了新的文献求助10
5秒前
闪闪完成签到,获得积分10
6秒前
科研通AI6.2应助Jasen采纳,获得10
7秒前
7秒前
8秒前
科研通AI6.2应助一年5篇采纳,获得10
10秒前
科研通AI6.2应助CY采纳,获得10
10秒前
10秒前
LAM完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
11秒前
刘成发布了新的文献求助10
11秒前
被迫躺平的卷王完成签到,获得积分10
12秒前
玛卡巴卡完成签到 ,获得积分10
12秒前
负责觅波关注了科研通微信公众号
12秒前
拉长的诗蕊完成签到,获得积分10
13秒前
AnonChihaya完成签到,获得积分10
13秒前
何晶晶完成签到 ,获得积分10
13秒前
科研通AI2S应助Danae采纳,获得10
14秒前
科研通AI6.2应助wen采纳,获得10
14秒前
酷波er应助Manqing采纳,获得10
14秒前
liangban完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
烂漫的涔雨完成签到,获得积分10
14秒前
阿比盖尔发布了新的文献求助10
14秒前
riot发布了新的文献求助10
14秒前
Lyy发布了新的文献求助10
15秒前
Ella13完成签到,获得积分10
15秒前
甜粥发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
天天快乐应助11采纳,获得10
16秒前
16秒前
zhhl2006完成签到,获得积分10
18秒前
18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
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 3000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 1100
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Discrete-Time Signals and Systems 510
Proceedings of the Fourth International Congress of Nematology, 8-13 June 2002, Tenerife, Spain 500
Le genre Cuphophyllus (Donk) st. nov 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5938582
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7044259
关于积分的说明 15874537
捐赠科研通 5068477
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2725942
邀请新用户注册赠送积分活动 1684562
关于科研通互助平台的介绍 1612414