一步热压法制备N型Si80Ge20及其热电性能

摘要

采用一步热压法制备了N型Si80Ge20Px(x=0.2、1.0、2.0),通过改变P掺杂优化载流子浓度,对样品进行物相分析与微观结构分析,测试并比较了样品在30~800°C下的热电参数。结果表明:一步热压法可实现硅锗固相反应合金化,制备的Si80Ge20结构致密、组分均匀;随着P掺杂增加,Si80Ge20Px的电导率增加,Seebeck系数降低,功率因子增加,热导率变化不明显,ZT值增加;在30~800°C,Si80Ge20P0.2的功率因子和ZT值随温度升高先增加后降低,在700°C达到最大值,Si80Ge20P1.0和Si80Ge20P2.0的功率因子和ZT值随温度升高而增加,其中Si80Ge20P2.0在800°C时功率因子为3.0 mW/(m·K2),ZT值0.78。该方法工艺简单,可精确控制P的掺杂,通过载流子浓度优化可获得性能较佳的N型Si80Ge20。