Bi2S3熱電材料的理論計算及性能研究.pdf

1、當今社會快速發(fā)展，帶來了物質的極大豐富，也帶來了能源過快消耗以及環(huán)境問題，能源危機是我國乃至全世界面臨的巨大問題。然而，人們發(fā)現(xiàn)，在當今利用的能源中，并不是所有的能源都能被有效的利用，絕大多數(shù)的能源都是以廢熱的形式浪費掉的。如果我們能充分利用這些廢熱，能源危機問題就可以極大的得到緩解。而熱電材料就是一種能將熱能轉換為電能的半導體材料。
　　目前，在熱電材料研究領域，因金屬硫族化合物種類繁多，性能良好而被廣泛所關注，在這些金屬硫族化

2、合物中，Bi2S3由于高的賽貝克系數(shù)和低的熱導率而成為備受關注的一種熱電材料，但由于電導率很低，影響著其熱電性能。在金屬硫族化合物制備方法中，目前大多為熔煉，而后進行熱壓或活化燒結，該方法的制備工藝復雜，成本高，不利于實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。針對以上的問題，本論文做了如下研究：
　?。?）首先通過理論計算能帶角度證明Sn4+摻雜使Bi2S3導電性提高，且隨著摻雜量的升高而升高。
　　（2）在制備方面，采用溶劑熱法合成Sn4+摻雜Bi

3、2S3粉體，之后分別采用等離子體（PAS）和微波燒結進行致密化。PAS燒結后晶粒大小為0.50μm-1μm，當 Sn4+摻雜量為2.50％時，在673K得到最高ZT值為0.52
　?。?）采用微波燒結制備的Sn4+摻雜的Bi2S3熱電材料性能有所提高，當Sn4+摻雜量為1.50%時，在673K時得到的最大ZT值為0.67，比純Bi2S3樣品提高了約8倍。因此將溶劑熱法合成的Sn4+摻雜Bi2S3粉體采用微波燒結方式更有利于熱電性能