Fine Tuning of Defects Enables High Carrier Mobility and Enhanced Thermoelectric Performance of n-Type PbTe

电子迁移率 材料科学 热电效应 兴奋剂 载流子散射 载流子寿命 载流子 空位缺陷 杂质 大气温度范围 光电子学 电阻率和电导率 载流子密度 凝聚态物理 分析化学(期刊) 化学 热力学 电气工程 物理 工程类 有机化学 色谱法
作者
Siqi Wang,Cheng Chang,Shuhua Bai,Bingchao Qin,Yingcai Zhu,Shaoping Zhan,Junqing Zheng,Shuwei Tang,Li‐Dong Zhao
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:35 (2): 755-763 被引量:18
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.2c03542
摘要

High carrier mobility is critical to improving thermoelectric performance over a broad temperature range. However, traditional doping inevitably deteriorates carrier mobility. Herein, we develop a strategy for fine tuning of defects to improve carrier mobility. To begin, n-type PbTe is created by compensating for the intrinsic Pb vacancy in bare PbTe. Excess Pb2+ reduces vacancy scattering, resulting in a high carrier mobility of ∼3400 cm2 V-1 s-1. Then, excess Ag is introduced to compensate for the remaining intrinsic Pb vacancies. We find that excess Ag exhibits a dynamic doping process with increasing temperatures, increasing both the carrier concentration and carrier mobility throughout a wide temperature range; specifically, an ultrahigh carrier mobility ∼7300 cm2 V-1 s-1 is obtained for Pb1.01Te + 0.002Ag at 300 K. Moreover, the dynamic doping-induced high carrier concentration suppresses the bipolar thermal conductivity at high temperatures. The final step is using iodine to optimize the carrier concentration to ∼1019 cm-3. Ultimately, a maximum ZT value of ∼1.5 and a large average ZTave value of ∼1.0 at 300-773 K are obtained for Pb1.01Te0.998I0.002 + 0.002Ag. These findings demonstrate that fine tuning of defects with <0.5% impurities can remarkably enhance carrier mobility and improve thermoelectric performance.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
WU123456发布了新的文献求助10
1秒前
懒羊羊完成签到 ,获得积分10
3秒前
别潜然发布了新的文献求助10
3秒前
DY应助DK_fish采纳,获得10
4秒前
不安青牛应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
不安青牛应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
Singularity应助科研通管家采纳,获得20
5秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
一路硕博应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
今后应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
不安青牛应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
6秒前
6秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
SF完成签到,获得积分10
7秒前
11秒前
13秒前
venger完成签到,获得积分10
14秒前
华仔应助汎影采纳,获得10
14秒前
hgwangxjtu发布了新的文献求助10
16秒前
情怀应助会神采纳,获得10
16秒前
英姑应助Yvan采纳,获得10
17秒前
Menand完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
Simon完成签到,获得积分10
18秒前
20秒前
22秒前
24秒前
咿呀咿呀哟完成签到,获得积分10
25秒前
Nidehuogef发布了新的文献求助10
25秒前
科研通AI2S应助汎影采纳,获得10
27秒前
hgwangxjtu完成签到,获得积分10
28秒前
卷心菜发布了新的文献求助30
29秒前
虚心橘子完成签到,获得积分10
32秒前
种桃老总给种桃老总的求助进行了留言
32秒前
橙子完成签到,获得积分10
38秒前
NexusExplorer应助汎影采纳,获得10
41秒前
舟舟发布了新的文献求助10
42秒前
高分求助中
The Illustrated History of Gymnastics 800
The Bourse of Babylon : market quotations in the astronomical diaries of Babylonia 680
Division and square root. Digit-recurrence algorithms and implementations 500
機能營養學前瞻(3 Ed.) 300
Problems of transcultural communication 300
Zwischen Selbstbestimmung und Selbstbehauptung 300
Johann Gottlieb Fichte: Die späten wissenschaftlichen Vorlesungen / IV,1: ›Transzendentale Logik I (1812)‹ 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2503988
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2157419
关于积分的说明 5521527
捐赠科研通 1877846
什么是DOI,文献DOI怎么找? 933984
版权声明 563932
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 498859