Enhanced thermoelectric performance of β-Zn4Sb3

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Le défi majeur de la thermoélectricité pour élever le facteur de mérite ZT des matériaux passe par l'amélioration de leur facteur de puissance (PF), et par la réduction de la conductivité thermique de façon concomitante. Malheureusement il est généralement difficile de faire à la fois l’ingénierie de la densité d’états électroniques (DOS) et de jouer sur les mécanismes de filtrage en énergie (EFM. Dans cette expérience [1], les auteurs prétendent y arriver en jouant sur le dopage au plomb (Pb) de leurs matériaux de départ Zn4Sb3 pour jouer sur la densité d’état et l’introduction d’interface pour le filtrage en énergie (le point le moins clair de la publication). La combinaison de ces deux méthodes entraine une augmentation de PF de 40% environ. Par conséquent, le ZT de β-Pb0.02Zn3.98Sb3 avec 3 vol.% de nano-inclusions de Cu3SbSe4 atteint une valeur de 1,4 à 648 K. La combinaison de l'ingénierie DOS et EFM pourrait potentiellement faciliter le développement de matériaux thermoélectriques de haute performance.

 

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Variation du coefficient de performance ZT en fonction de la composition du matériau composite à base de Zn, Pb et Sb avec nano-inclusions de CuSbSe (3%).