Yb掺杂Ⅷ型YbxBa8-xGa16Sn30笼合物的制备及热电性能

摘要

本研究采用Sn熔剂法成功制备出Yb掺杂Ⅷ型笼合物YbxBa8-xGa16Sn 30(0≤x≤2)热电材料,通过测试其电导率、Seebeck系数和Hall系数等分析材料的电性能,并估算其ZT值。结果表明:掺入Yb后,材料的晶格常数随Yb含量的增加而减小。x=1.5样品的电导率在整个测试温度范围内均比其余样品高,相比x=0的样品,其电导率提高了约60%,这是由于在载流子迁移率相当的情况下该样品拥有较高的载流子浓度。此外,在300~583 K范围内,样品的电导率随温度的升高而降低,表现出重掺杂半导体特性;而在583 K以后,电导率随温度的升高而增大,表现出半导体特性。在测试温度范围内(300~600 K),所有样品的Seebeck系数绝对值均随温度的升高先增大后降低。在所有样品中,x=1.5的样品具有最高的电导率,其在489 K时获得最大功率因子,为2.43×10^-3 W/(m·K^2),在此温度下其ZT值为1.35。