Ternary CuSbSe2 chalcostibite: facile synthesis, electronic-structure and thermoelectric performance enhancement
Ternary CuSbSe2 chalcostibite: facile synthesis, electronic-structure and thermoelectric performance enhancement
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三元 CuSbSe2 黄铜矿：易于合成、电子结构和热电性能增强
DOI：
10.1039/c6ta00039h
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发表时间：
2016-03
影响因子：
11.9
通讯作者：
Zhou, Zhiwei
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fu, Liangwei;Xiao, Ye;Luo, Yubo;Zhou, Zhiwei
首次通过机械合金化方法合成了单相CuSbSe2多晶辉长岩化合物，并详细地揭示了其相演化过程。该化合物的Seebeck系数大，导电性差是由于在VBM处存在Cu-Se离子键和重带。Sb3+离子中活跃的孤对s2电子可能是CuSbSe2化合物中实验观察到的低导热性的原因。通过在CuSbSe2基体中引入窄带隙Cu3SbSe4，可以有效地调节载流子浓度和迁移率；因此，功率因数得到了显著提高。因此，在623 K时，性能值（ZT）增加了1.6倍，从0.25（矩阵）增加到0.41。
A single phase CuSbSe2 polycrystalline chalcostibite compound has been facilely synthesized through mechanical alloying for the first time, and the phase evolution has been revealed in detail. The large Seebeck coefficient and poor electrical conductivity of this compound are ascribed to the existing Cu–Se ionic bonding and heavy band at the VBM. The active lone-pair s2 electrons in Sb3+ ions are likely to be responsible for the experimentally observed low thermal conductivity in the CuSbSe2 compound. By introducing narrow band-gap Cu3SbSe4 into the CuSbSe2 matrix, the carrier concentration and mobility can be tuned effectively; thus the power factor has been improved remarkably. As a consequence, the figure of merit (ZT) is increased by a factor of 1.6 at 623 K, from 0.25 (matrix) to 0.41.
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