In填充下In_(0.3)Co_(4-x)Ni_(x)Sb_(12-y)Te_(y)系热电材料的研究

摘要

基于第一性原理,模拟分析了Ni、Te的掺杂对CoSb_(3)热电材料能带和态密度的影响。计算得出其带隙值由0.350 eV减小至0.199 eV,带隙值减小使其热电性能提高。对比各原子的态密度发现,掺杂后样品呈现N型半导体的性质。采用固相反应法,在600℃、40 MPa条件下,通过热压烧结制备了In填充的In_(0.3)Co_(4-x)Ni_(x)Sb_(12-y)Te_(y)系热电材料。结果表明,制备的In_(0.3)Co_(4-x)Ni_(x)Sb_(12-y)Te_(y)系热电材料成分均匀没有杂相。在300 K-800 K的测试温度内,其赛贝克系数、热导率、电导率的变化趋势与预期相吻合,In_(0.3)Co3.5Ni_(0.5)Sb_(11.5)Te_(0.5)热电材料的热导率在700 K时达到最小值为2.4 W·m^(-1)·K^(-1),在750 K时,其热电优值达到了最大值0.62。