选取BiCuSeO双亚层超晶格热电材料为研究对象,通过La、Ag单掺杂和双掺杂两种方式等价取代[Bi2O2]2+亚层和[Cu2Se2]2–亚层中的Bi、Cu位点,并对其热电输运性能和缺陷调控机理进行研究,结果发现:La-Ag双掺杂可以结合两种单掺杂的优势,在适度提升载流子浓度的同时保持与纯样相当的载流子迁移率,从而使电导率得到大幅度的提升.与此同时,La-Ag双掺杂可以引发能带收敛效应,有助于同步获得较高的载流子迁移率和Seebeck系数,最终使PF得到了优化;另一方面,由于点缺陷对载热声子的强烈散射作用,样品的晶格热导率和总热导率进一步降低,使最终ZT值也得到了优化.结果,La-Ag双掺杂样品的ZT值在755 K下达到0.46,高于原始纯样(ZT=0.27)和单掺杂样品.该项研究表明La、Ag异层等价双掺杂策略可以实现BiCuSeO热电输运参数的协同调控与优化.
异层双掺杂 BiCuSeO 热电性能 电热输运 协同调控