Thermoélectriques haute performance basés sur des nanostructures de SnSe cultivées en solution

Le séléniure d'étain (SnSe) en couches bidimensionnelles a suscité un immense intérêt dans le domaine des thermoélectriques en raison de sa conductivité thermique par réseau ultrabasse et de ses performances thermoélectriques élevées. À ce jour, la majorité des études thermoélectriques sur le SnSe ont été basées sur des cristaux simples. Cependant, la synthèse de cristaux simples de SnSe est un processus coûteux et long qui nécessite des températures élevées, et ces cristaux présentent une stabilité mécanique relativement plus faible, ce qui les rend peu adaptés à l'échelle de la synthèse, à la commercialisation ou à des applications pratiques. En conséquence, une recherche sur le SnSe nanocrystalline, qui peut être produit en grande quantité par une synthèse en phase solution simple et à basse température, est nécessaire. Dans cette perspective, nous discutons des progrès des propriétés thermoélectriques du SnSe avec un accent particulier sur le SnSe nanocrystalline, qui est cultivé en solution. Nous décrivons d'abord les cristaux uniques et les polycristaux de SnSe à haute performance, leur importance et leurs inconvénients, et nous discutons de la manière dont le SnSe nanocrystalline peut résoudre certains de ces défis. Nous illustrons différentes procédures de synthèse en phase solution pour produire diverses nanostructures de SnSe et discutons de leurs propriétés thermoélectriques. Nous soulignons également une technique de synthèse en phase solution unique pour préparer des nanocomposites de SnSe revêtus de CdSe et son rendement thermoélectrique sans précédent (ZT) de 2,2 à 786 K, comme rapporté dans ce numéro d'ACS Nano. En général, la synthèse en solution a montré un excellent contrôle sur la croissance des grains à l'échelle nanométrique, et le SnSe nanocrystalline présente une conductivité thermique ultrabasse en raison d'une forte diffusion des phonons par les frontières de grains à l'échelle nanométrique. Enfin, nous offrons un aperçu des opportunités et des défis associés au SnSe nanocrystalline synthétisé par la voie de solution et de son avenir dans la conversion d'énergie thermoélectrique.