Rational band engineering and structural manipulations inducing high thermoelectric performance in n-type CoSb3 thin films

材料科学 热电效应 薄膜 兴奋剂 塞贝克系数 掺杂剂 热电材料 光电子学 带隙 溅射沉积 费米能级 纳米技术 凝聚态物理 热导率 溅射 复合材料 电子 热力学 物理 量子力学
作者
Zhuanghao Zheng,Xiao‐Lei Shi,Dongwei Ao,Wei‐Di Liu,Guangming Chen,Fu Li,Shuo Chen,Xiaoqing Tian,Xinru Li,Jing‐Yi Duan,Hongli Ma,Xianghua Zhang,Guangxing Liang,Ping Fan,Zhi‐Gang Chen
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:81: 105683-105683 被引量:93
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2020.105683
摘要

Owing to the earth-abundancy, eco-friendliness and high thermoelectric performance, CoSb3 skutterudites have been employed in thermoelectric devices with a high energy conversion efficiency. However, the thermoelectric performance of CoSb3-based thin films is still relatively low within the medium temperature range. In this work, we report a record high ZT of ~0.65 at 623 K in the n-type Ag/In co-doped CoSb3 thin films, fabricated by a facile magnetron sputtering technique. Extensive characterizations and computational results indicate both Ag and In as fillers prefer to occupy the interstitial sites in the CoSb3 lattice. A 0.2% Ag doping induces impurity states in the band structure of CoSb3, boosts the density-of-states near the Fermi level and enhances the absolute Seebeck coefficient up to ~198 μV K−1. Simultaneously, a 4.2% In doping further tunes the bandgap, increases the electrical conductivity up to ~75 S cm−1, and contributes to an optimized power factor of ~2.94 μW cm−1 K−2 at 623 K. In addition, these interstitial dopants accompanying with dense grain boundaries contribute an ultra-low thermal conductivity of ~0.28 W m−1 K−1 at 623 K, leading to a high ZT in the film system. This work demonstrates that rational band engineering and structural manipulations can achieve high performance in n-type CoSb3-based thin films, which possess full potential for applying to miniature thermoelectric devices.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
刚刚
ira完成签到,获得积分10
3秒前
FashionBoy应助王忠凯采纳,获得10
5秒前
韭菜盒子发布了新的文献求助10
6秒前
wxx完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
英俊的铭应助222采纳,获得10
7秒前
看文献完成签到,获得积分0
7秒前
7秒前
激情的依凝完成签到,获得积分20
9秒前
坦率的从丹完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
bkagyin应助韭菜盒子采纳,获得10
11秒前
weijie完成签到,获得积分10
12秒前
sherwing2009发布了新的文献求助10
13秒前
zm发布了新的文献求助10
13秒前
djbj2022发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
16秒前
流星雨完成签到 ,获得积分10
19秒前
222发布了新的文献求助10
21秒前
23秒前
zhang完成签到 ,获得积分10
24秒前
zokor完成签到 ,获得积分0
24秒前
斯文败类应助激情的依凝采纳,获得10
25秒前
思源应助静默向上采纳,获得10
26秒前
英吉利25发布了新的文献求助20
27秒前
28秒前
Skywalk满天星完成签到,获得积分10
28秒前
Tin发布了新的文献求助10
28秒前
29秒前
29秒前
kelly完成签到,获得积分10
30秒前
smile完成签到,获得积分10
32秒前
韭菜盒子发布了新的文献求助10
34秒前
36秒前
刘刘完成签到,获得积分10
36秒前
等待的幼晴完成签到,获得积分10
36秒前
水本无忧87完成签到,获得积分10
36秒前
37秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 600
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
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 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3968578
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3513393
关于积分的说明 11167478
捐赠科研通 3248836
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1794499
邀请新用户注册赠送积分活动 875131
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804664