中温熱電エネルギー変換のためのBi2Te3–Bi2Se3–Bi2S3系に関する研究

ビスマステルルイド (Bi2Te3) とその合金は、室温付近での冷却用途のための熱電材料として広く研究されてきました。本研究では、Bi2Te3–Bi2Se3–Bi2S3系の多くの化合物について体系的な研究を報告します。すべてのサンプルは、高エネルギーボールミリングと続いてホットプレスによって製造されました。調査した化合物の中で、Bi2Te2S1は300 °Cでpeak ZT ∼0.8を示し、Bi2Se1S2は500 °Cで∼0.8を示します。結果は、これらの化合物が中温発電用途に使用できることを示しています。これらのn型材料に基づいたセグメント化された要素の熱電変換のレッグ効率は、適切なp型レッグがペアリングされれば、25 °Cの冷側と500 °Cの熱側で最大12.5%に達する可能性があり、鉛テルルイド、鉛セレンイド、鉛硫化物、充填スカッタリュダイト、半ヘウスラーを含む同じ温度範囲内の最先端のn型材料と競合することができます。