界面势垒和掺杂对碲热电性能的影响

徐礼彬¹，李蓉¹，樊文浩²，陈少平¹，陈彦佐¹，安德成¹

1. 太原理工大学材料科学与工程学院2. 太原理工大学物理与光电工程学院

摘 要：能量过滤效应有助于热电材料Seebeck系数和电导率的解耦,掺杂有助于优化电导率,在这项工作中,期望通过两者的协同作用提高碲基材料的zT值。采用化学镀结合放电等离子烧结在块体Sb_0.003Te_0.997热电材料中形成了Ni/Te异质结,并根据热电传输性能研究了Ni/Te界面势垒的影响。结果表明通过化学镀结合放电等离子烧结可以引入Ni/Te界面势垒,并发挥能量过滤效应,实现Seebeck系数和电阻率的解耦。通过界面势垒和掺杂的协同效应,提高了样品的Seebeck系数,维持了优化的功率因子。因此,18%（质量分数）Ni/Sb_0.003Te_0.997样品的zT值在550K时可达到0.96左右,相比于同组Sb_0.003Te_0.997样品提高了50%。该工作表明化学镀结合放电等离子烧结是一种在块体材料中构建异质结的有效方法,并且可以广泛适用于各种热电材料的性能优化。

关键词：碲;掺杂;能量过滤效应;热电性能;