硒化银的溶剂热法制备及热电性能研究

摘要

为了采用一种能耗低且耗时短的方法制备高性能的硒化银(Ag_(2)Se)基热电材料,选择以乙二胺为溶剂,硝酸银(AgNO_(3))和单质硒(Se)为原材料,采用溶剂热法合成不同银硒摩尔配比(n AgNO_(3)/n Se)的硒化银粉体后,再经过放电等离子体烧结(SPS)制备成块体。利用X射线衍射(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)对样品进行物相分析及微观形貌观察,利用热电性能测试系统对样品的热电性能进行测试,通过模拟计算与热电发电器件的实际输出电压测试验证样品的性能。结果表明,随着n AgNO_(3)/n Se的增大,硒化银粉体中第二相Ag单质的衍射峰增强,有利于优化样品的载流子输运特性。当n AgNO_(3)/n Se为2∶1时,所得样品具有最佳的室温热电性能,即在303 K时的热电优值(zT)约为0.74。当n AgNO_(3)/n Se为1.9∶1时,所得样品在393 K时取得最大zT值,约为1.07,其在303~393 K之间的平均zT值约为0.82。模拟计算与热电发电器件的实际输出电压测试都表明,实验制备的硒化银块体具有替代N型Bi 2Te 3基热电材料的潜力。