高填充量Ba x Eu y Co 4 Sb 12 方钴矿热电性能研究

利用熔融法和等离子放电烧结(SPS)制备单相双原子填充Ba x Eu y Co 4 Sb 12 方钴矿材料并测试其高温热电性能。实验发现, 在高填充量下( x + y >40%), 材料在高温时具有高的功率因子(>60 μW/(cm•K 2 ))。在方钴矿的晶格空洞中同时引入Ba和Eu两种填充原子, 能增强晶格声子散射, 从而大幅降低方钴矿的晶格热导。实验证实, Ba x Eu y Co 4 Sb 12 体系的晶格热导显著降低, 其室温晶格热导最低达1.7 W/(m•K)。与此对应的是双原子填充Ba x Eu y Co 4 Sb 12 方钴矿材料的热电优值( ZT 值)明显增强, 其中Ba 0.19 Eu 0.23 Co 4 Sb 12 的 ZT 值在850 K时达到了1.3。