硒化银的溶剂热法制备及热电性能研究

为了采用一种能耗低且耗时短的方法制备高性能的硒化银(Ag_(2)Se)基热电材料,选择以乙二胺为溶剂,硝酸银(AgNO_(3))和单质硒(Se)为原材料,采用溶剂热法合成不同银硒摩尔配比(n_(AgNO_(3))/n_(Se))的硒化银粉体后,再经过放电等离子体烧结(SPS)制备成块体。利用X射线衍射(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)对样品进行物相分析及微观形貌观察,利用热电性能测试系统对样品的热电性能进行测试,通过模拟计算与热电发电器件的实际输出电压测试验证样品的性能。结果表明,随着n_(AgNO_(3))/n_(Se)的增大,硒化银粉体中第二相Ag单质的衍射峰增强,有利于优化样品的载流子输运特性。当n AgNO_(3)/n Se为2∶1时,所得样品具有最佳的室温热电性能,即在303 K时的热电优值(zT)约为0.74。当n_(AgNO_(3))/n_(Se)为1.9∶1时,所得样品在393 K时取得最大zT值,约为1.07,其在303~393 K之间的平均zT值约为0.82。模拟计算与热电发电器件的实际输出电压测试都表明,实验制备的硒化银块体具有替代N型Bi_(2)Te_(3)基热电材料的潜力。

湿化学法硫掺杂提高湿化学法制备硒化银的热电性能

硒化银(Ag_(2)Se)是一种典型的适用于室温附近的热电材料,尽管掺杂异质原子是优化热电性能的有效方法,但低能耗湿化学法制备的硒化银基热电材料往往难以实现精准掺杂。为了实现精准控制掺杂含量以制备高性能的硒化银基热电材料,采用单质硒(Se)和硝酸银(AgNO_(3))为原料,以乙二胺为溶剂,采用湿化学法制备硒化银基体粉末,再通过熔融法将单质硫(S)掺入硒化银,最后通过放电等离子烧结(SPS)制备成高性能块体材料。对不同硫(S)含量掺杂的硒化银基材料采用X射线衍射法(XRD)进行物相分析,使用能谱仪(EDS)进行微区元素分析,并利用热电性能测试系统对其在300~400 K温度范围内的热电性能进行测试。实验结果表明,掺杂样品在低温相下实现了泽贝克系数(α)的显著提升和热导率(κ)的显著下降,掺杂含量为3%摩尔百分比的样品在393 K的泽贝克系数约为-152μV·K^(-1),热导率约为0.91 W·m^(-1)·K^(-1)。最终,掺杂浓度为3%摩尔百分比的样品在393 K下取得0.81的最高zT值。因此,单质硫掺杂是一种调控硒化银基材料热电性能的有效方法。

留言板

亲爱的编辑叔叔阿姨： 你们好!我是《小学生天地》杂志的忠实读者。当我看到她的第一眼我就爱上了她，接下来的日子，我开始享受着她的陪伴。她不仅是我的老师，更是我的朋友。在书中，我寻找着快乐与生活的真谛。