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退火工艺对冷压纯SnSe功率因子的影响

点击次数:2039  更新时间:2019-04-18

【摘要】

SnSe作为氧族热电材料的一员,热电优值高达到了2.6,引起了广大科研人员的关注。 此文讲述了通过冷压纯SnSe粉末形成载流子浓度为5.37x1017cm-3的多晶SnSe,并做退火处理,观察并测试退火后样品的形貌、电导率、塞贝克系数以及导热系数。发现退火对微观结构和热电性能影响巨大,退火导致结构重新排布,提高了塞贝克系数,达到了3倍,并提高了导热系数。在772K的热电优值比纯多晶SnSe高了0.11.

【成果介绍】

使用高纯度的SnSe粉末在室温、单向压力25.47Kgf/mm2作用下,形成块状固体。直径8-10mm,厚度1-1.28mm。冷压之后的样品,使用Linseis的LSR-3系统原位测试样品的塞贝克系数以及电阻率,并测试多次退火后样品的的塞贝克系数。

 

【图文示例】

 

  • 退火前样品的XRD衍射图;(b)退火后样品的XRD衍射图;(c)标准卡

(a)(b)退火前样品中心和边缘的SEM形貌图;

(c)(d)退后后样品中心和边缘的SEM形貌图;

 

(a)退火过程塞贝克系数随温度变化曲线;(b)退火过程电导率随温度变化曲线;(c)退火过程功率因子随温度变化曲线

退火对样品影响巨大,退火前室温塞贝克系数为150uVK-1,退火后室温塞贝克系数为448uVK-1(第六次退火)

 

纯多晶SnSe样品LogK1-logT曲线

 

纯多晶SnSe热电优值ZT随温度的变化曲线。

 

【结论】

退火工艺对冷压纯SnSe的塞贝克系数提高有积极的作用。纯多晶SnSe晶格在300-800K热导率的性能与之前报道的另一个纯多晶SnSe相似,存在T-0.577的系数关系。终,热电优值在772K达到了0.11.