High Thermoelectric Performance through Crystal Symmetry Enhancement in Triply Doped Diamondoid Compound Cu2SnSe3

材料科学 塞贝克系数 热电效应 兴奋剂 热电材料 声子散射 有效质量(弹簧-质量系统) 晶体结构 凝聚态物理 电阻率和电导率 声子 热导率 结晶学 分析化学(期刊) 光电子学 化学 热力学 复合材料 物理 量子力学 工程类 色谱法 电气工程
作者
Lei Hu,Yubo Luo,Yue‐Wen Fang,Feiyu Qin,Xun Cao,Hongyao Xie,Jiawei Liu,Jinfeng Dong,Andrea Sanson,Marco Giarola,Xianyi Tan,Yun Zheng,Ady Suwardi,Yizhong Huang,Kedar Hippalgaonkar,Jiaqing He,Wenqing Zhang,Jianwei Xu,Qingyu Yan,Mercouri G. Kanatzidis
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:11 (42) 被引量:64
标识
DOI:10.1002/aenm.202100661
摘要

Abstract The presence of high crystallographic symmetry and nanoscale defects are favorable for thermoelectrics. With proper electronic structures, a highly symmetric crystal tends to possess multiple carrier channels and promote electrical conductivity without sacrificing Seebeck coefficient. In addition, nanoscale defects can effectively scatter acoustic phonons to suppress thermal conductivity. Here, it is reported that the triple doping of Cu 2 SnSe 3 leads to a high ZT value of 1.6 at 823 K for Cu 1.85 Ag 0.15 (Sn 0.88 Ga 0.1 Na 0.02 )Se 3 , and a decent average ZT ( ZT ave ) value of 0.7 is also achieved for Cu 1.85 Ag 0.15 (Sn 0.93 Mg 0.06 Na 0.01 )Se 3 from 475 to 823 K. This study reveals: 1) Ag doping on Cu sites generates numerous point defects and greatly decreases lattice thermal conductivity. 2) Doping Mg or Ga converts the monoclinic Cu 2 SnSe 3 into a cubic structure. This symmetry enhancing leads to an increase in the effective mass from 0.8 m e to 2.6 m e ( m e , free electron mass) and the power factor from 4.3 µW cm −1 K −2 for Cu 2 SnSe 3 to 11.6 µW cm −1 K −2 . 3) Na doping creates dense dislocation arrays and nanoprecipitates, which strengthens the phonon scattering. 4) Pair distribution function analysis shows localized symmetry breakdown in the cubic Cu 1.85 Ag 0.15 (Sn 0.88 Ga 0.1 Na 0.02 )Se 3 . This work provides a standpoint to design promising thermoelectric materials by synergistically manipulating crystal symmetry and nanoscale defects.
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
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
五虎完成签到,获得积分0
1秒前
牛逼王老五完成签到,获得积分10
1秒前
zyw0126完成签到,获得积分10
1秒前
djxdjt发布了新的文献求助10
2秒前
难呀太难了完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
栗子发布了新的文献求助10
2秒前
Arlene完成签到,获得积分10
2秒前
赵新完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
FashionBoy应助鹤昀采纳,获得10
3秒前
QQQ完成签到,获得积分10
3秒前
安静灵阳完成签到,获得积分10
4秒前
purplemoon发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
Modigliani完成签到,获得积分10
6秒前
梅子酒完成签到,获得积分10
6秒前
sh发布了新的文献求助10
6秒前
Yansirius发布了新的文献求助10
6秒前
送外卖了完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI2S应助竹林采纳,获得10
7秒前
幽谷山灵完成签到,获得积分10
7秒前
aticccu完成签到,获得积分10
7秒前
栗子完成签到,获得积分10
8秒前
结球关注了科研通微信公众号
8秒前
loas完成签到,获得积分10
9秒前
蔺映秋完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
Li应助老刘采纳,获得20
10秒前
purplemoon完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
兽行灵者完成签到,获得积分10
11秒前
NiL发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
13秒前
木冉完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
zy0411完成签到,获得积分10
14秒前
烟花应助风中的惊蛰采纳,获得10
14秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 2000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7550826
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9133671
关于积分的说明 19516011
捐赠科研通 7142780
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3260102
关于科研通互助平台的介绍 2426865
邀请新用户注册赠送积分活动 2249091