通过高温度梯度定向凝固方法制备了高质量的Mg2Si1-xSnx晶体,对1.5 at％ Bi掺杂条件下不同Sn含量的合金进行了热电性能测试和电子传输性能的第一性原理计算.x=0.625时,由于达到能带收敛条件,Seebeck系数和功率因子均达到最大值,测试结果分别为-247 μV·K-1和5.7 mW·m-1·K-2,与计算预测结果一致,与纳米级晶粒的块体材料相比,功率因子提升了25％.在T=700 K处计算预测的最大ZT值为1.3,而实验测试值为1.16,而且在中温区的550～800 K之间预测和实验测试的ZT值均可以保持在0.9以上.通过优化功率因子的方法可以有效提高Mg2Si1-xSnx晶体的热电性能,而且可以避免热电器件在高温环境长时间服役时由于晶粒长大而导致的性能降低.
晶体生长 定向凝固 功率因子 Mg2Si1-xSnx