Enhanced thermoelectric performance in polycrystalline N-type Pr-doped SnSe by hot forging
Enhanced thermoelectric performance in polycrystalline N-type Pr-doped SnSe by hot forging
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通过热锻增强多晶 N 型 Pr 掺杂 SnSe 的热电性能
DOI：
10.1016/j.actamat.2020.03.009
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发表时间：
2020-05
期刊：
影响因子：
9.4
通讯作者：
Qian Zhang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shan Li;Fanghao Zhang;Chen Chen;Xiaofang Li;Feng Cao;Jiehe Sui;Xingjun Liu;Zhifeng Ren;Qian Zhang
SnSe由于其p型和n型单晶的优异性能而在热电器件中的应用引起了极大的关注，这启发了我们探索SnSe多晶的热电性能以用于潜在的大规模应用。在这里，n型Sn 1-xPrxSe多晶通过球磨和热压制备。由于Pr在Sn位的掺杂提高了电子浓度和电导率，在773 K时Sn 0.97 Pr 0.03 Se中实现了~0.7的最大ZT值。通过热锻以获得更高的取向度，沿热压方向沿着获得较低的热导率，有助于在该方向上在773 K下提高~0.9的ZT值。本研究为稀土离子掺杂优化n型硒化锡的结构提供了一条新的途径。
SnSe has attracted significant attention for use in thermoelectric devices due to its reported ultrahigh figure-of-meritZTin both p- and n-type single crystals, which inspired us to explore the thermoelectric properties of SnSe polycrystals for potential large-scale applications. Here, n-type Sn1-xPrxSe polycrystals are prepared by ball milling and hot pressing. A maximumZTvalue of ~0.7 at 773 K is achieved in Sn0.97Pr0.03Se due to the enhanced electron concentration and electrical conductivity resulting from Pr doping at the Sn site. Through hot forging for a higher degree of orientation, a lowered thermal conductivity is obtained along the hot-pressing direction, contributing to an enhancedZTvalue of ~0.9 at 773 K in this direction. This study paves a new way for optimization of n-type SnSe by cation-site lanthanide doping.
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