利用相圖工程開發高效能p型熱電材料

Developing High-performance p-type Thermoelectric Materials through Phase Diagram Engineering

本研究以相圖工程為基礎，首先確定了Sb-Bi-Te三元合金的相圖，並在此基礎上選擇Bi2Te3作為基材，成功地開發了微量Sb摻雜的熱電合金。透過微量Sb的引入，熱電材料的整體性能得到了顯著提升。這項策略不僅穩定了合金的p型特性，同時還降低了電阻率和熱傳導率，從而有效改善了熱電性能。新合金在室溫下表現出較高的塞貝克係數和功率因子PF，同時具備卓越的熱傳導性能。通過精心調控合金的成分，本研究成功實現了在室溫下約1.1的熱電優值(zT)，對於熱電轉換應用具有重要意義。這項研究為熱電材料領域帶來了嶄新的發展方向，通過微量Sb摻雜的策略，有效地改善了熱電性能，並有望在室溫應用中替代商業化的p型Bi0.5Sb1.5Te3合金。該研究的成果不僅對於開發更為高效的熱電材料以滿足能源需求和環境保護目標具有重要意義，同時也為相關領域的未來研究提供了有價值的參考。