纳米结构工程改善了热电材料的性能，但材料在高温下的稳定性恶化缩短了热电模块的使用寿命。

基于此，南方科技大学何佳清教授，Binbin Jiang提出了一种通过增加Pb空位的形成能来消除Pb空位而不引入第二相的新方法。这些都是通过微小的硫掺杂来调节阳离子和阴离子之间的键能来实现的。

文章要点

1）硫大大减少了Pt空位的产生，从而大大增加了载流子迁移率（室温下从140增加到620 cm²V^-1s^-1）和功率因数（室温下从5.5增加到28 μWcm^-1 K^-2）。此外，在n型PbTe材料中掺杂微量硫(<5%)不会产生第二相，显示出长期使用的潜力。

2）研究人员在高性能n型PbTe_0.987S_0.01I_0.003（750K时zT=1.7）和p型Na_0.02Mg_0.02Pb_0.96Te的基础上制备了单片和分段式热电组件。这使得转换效率分别达到9.3%（温差∆T=550 K）和12.2%（∆T =509 K）。

本文提出的增加键能来减少阳离子空位的方法可以推广到其他含空位的材料，以改善热电性能。

参考文献

Baohai Jia, et al, Realizing High Thermoelectric Performance in Non-nanostructured n-type PbTe, Energy Environ. Sci., 2022

DOI: 10.1039/D1EE03883D

https://doi.org/10.1039/D1EE03883D