Enhancing thermoelectric performance of n-type AgBi3S5 through synergistically optimizing the effective mass and carrier mobility

材料科学 热电效应 电子迁移率 有效质量(弹簧-质量系统) 兴奋剂 热电材料 三元运算 热传导 载流子散射 电阻率和电导率 带隙 热导率 光电子学 凝聚态物理 化学物理 热力学 复合材料 计算机科学 电气工程 化学 工程类 物理 程序设计语言 量子力学
作者
Xin Qian,Xiaoxue Zhang,Hongjian Guo,Bangfu Ding,Mingjing Chen,Jiang-Long Wang,Li‐Dong Zhao,Shufang Wang
出处
期刊:Journal of Materiomics [Elsevier]
卷期号:9 (5): 874-881 被引量:2
标识
DOI:10.1016/j.jmat.2023.02.010
摘要

AgBi3S5 is a new n-type thermoelectric material that is environmentally friendly and composed of elements of earth-abundant, non-toxic and high performance-cost ratio. This compound features an intrinsically low thermal conductivity derived from its complex monoclinic structure. However, the terrible electrical transport properties greatly limited the improvement of thermoelectric performance. Most previous studies considered that carrier concentration is the main reason for low electrical conductivity and focused on improving carrier concentration by aliovalent ion doping. In this work, we found that the critical parameter that restricts the electric transport performance of AgBi3S5 was the extremely low carrier mobility instead of the carrier concentration. According to the Pisarenko relationships and density functional theory calculations, Nb doping can sharpen the conduction band of AgBi3S5, which contributes to reducing the effective mass and improving the carrier mobility. With a further increase of the Nb doping content, the conduction band convergence can enlarge the effective mass and preserve the carrier mobility. Combined with the decrease in lattice thermal conductivity due to the intensive phone scattering, a maximum ZT value of ∼0.50 at 773 K was achieved in Ag0.97Nb0.03Bi3S5, which was ∼109.6% higher than that of pure AgBi3S5. This work will stimulate the new exploration of high-performance thermoelectric materials in ternary metal sulfides.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
善学以致用应助SB采纳,获得10
刚刚
胡图图发布了新的文献求助10
1秒前
科研通AI2S应助ddd采纳,获得10
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
yi5feng发布了新的文献求助10
2秒前
Hello应助闪闪采梦采纳,获得10
4秒前
5秒前
5秒前
5秒前
17应助喜悦的曼梅采纳,获得10
5秒前
难过戎完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
yihui1113完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
8秒前
泡泡糖完成签到 ,获得积分10
9秒前
自爱悠然完成签到,获得积分10
9秒前
hwl发布了新的文献求助10
10秒前
lsc发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
汉堡包应助淡淡的沛白采纳,获得10
11秒前
喵喵发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
李鑫彤完成签到,获得积分20
11秒前
12秒前
SB发布了新的文献求助10
13秒前
哈哈哈哈完成签到 ,获得积分10
13秒前
无名花生发布了新的文献求助10
14秒前
小蘑菇应助学术小张采纳,获得10
14秒前
15秒前
15秒前
怡然的飞珍完成签到,获得积分20
15秒前
15秒前
15秒前
16秒前
ziqiao发布了新的文献求助10
19秒前
高分求助中
Evolution 10000
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
A new approach of magnetic circular dichroism to the electronic state analysis of intact photosynthetic pigments 500
Diagnostic immunohistochemistry : theranostic and genomic applications 6th Edition 500
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3148568
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2799708
关于积分的说明 7836427
捐赠科研通 2457069
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1307711
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 628247
版权声明 601663