仪器网(yiqi.com)欢迎您!

| 注册2 登录
网站首页-资讯-专题- 微头条-话题-产品- 品牌库-搜索-供应商- 展会-招标-采购- 社区-知识-技术-资料库-方案-产品库- 视频

技术中心

当前位置:仪器网>技术中心> 应用方案> 正文

荣登《Science》!浪声科学XRD在高性能热电材料研发中的应用

来源:苏州浪声科学仪器有限公司 更新时间:2025-12-24 18:30:26 阅读量:24
导读:荣登《Science》!浪声科学XRD在高性能热电材料研发中的应用





研究背景

热电材料的核心使命:实现热能与电能之间的直接、可逆转换。其应用场景包括:

发电:利用工业废热、汽车尾气废热、甚至人体体温差进行发电(温差发电)。

制冷:用于精密仪器冷却、局部温控(固态制冷),具有无振动、无噪音、体积小的优点。




近日,由北京航空航天大学赵立东教授团队联合太原科技大学在热电材料领域取得重大进展。此次研究拓宽了硒化锡(SnSe)晶体高温Cmcm相的稳定温度区间,实现了对N型SnSe晶体Cmcm相的晶格对称性调控与“二维声子/三维电荷”输运特性的显著优化,成功将N型SnSe晶体ZT~3的卓越热电性能从单个温度点扩展至250℃的宽温域范围(ZTave~3),并获得了~19.1%的单臂发电效率,证明了N型SnSe晶体在温差发电领域的巨大潜力,为构建全SnSe基温差发电器件打下坚实基础。


标题

《Extending the temperature range of the Cmcm phase of SnSe for high thermoelectric performance》

期刊

《Science》

文章链接

www.science.org/doi/10.1126/science.adt0831





创新性策略:


1

热电发电需要在宽温度范围内具有高无量纲优值ZT。二维声子和三维电荷输运使得n型-Pnma锡硒化物(SnSe)晶体在748开尔文时展现出约3.0的ZT峰值。本研究聚焦于高对称性Cmcm相,以增强二维声子和三维电荷输运,并扩展高性能(ZT~3.0)平台。通过同时拓宽Cmcm相稳定窗口并通过铅合金化增强晶格对称性,我们将高性能从单一温度点扩展到约250开尔文的宽温度范围,该范围在氯掺杂形成的类岩盐Cmcm SnSe晶体中呈现n型特性。在673至923开尔文之间实现了约3.0的平均ZT,温度差约572开尔文时的转换效率约为19.1%。



2

“晶格对称性工程”:通过高浓度Pb合金化(23%),不仅降低了相变温度,更重要的是改变了Cmcm相的局部晶格对称性,使其更接近对称性更高的“类岩盐结构”。



3


协同优化机理创新性应对策略低了形变势,削弱了声子对载流子的散射,从而在载流子浓度大幅提升的情况下,依然维持甚至提高了高温迁移率(解决了高温散射强的痛点)。同时,能带结构被调控,提升了态密度有效质量,补偿了因载流子增加导致的塞贝克系数下降。

热学上:Pb合金化引起键的软化,进一步降低了晶格热导率。


4

革命性成果:最终,在Sn0.77Pb0.23Se0.95Cl0.05材料中,将平均ZT ~3.0的优异性能平台从673K延伸至923K,跨度达250K,并实现了19.1%的超高转换效率。






>材料性能表征<


792fd80914547ac5ca58fbbbdded5b3a_imgthumb.png

图片描述:通过增强二维声子和三维电荷传输,Cmcm SnSe晶体在宽温度范围内具有高热电性能。


792fd80914547ac5ca58fbbbdded5b3a_imgthumb.png


图片描述:673至923K温度范围内SnSe0.95Cl0.05与Sn0.77Pb0.23Se0.95Cl0.05沿面外方向的电输运特性及能带结构。



>材料XRD表征<


图片1.png

图片描述:SnSe1-xClx的粉末X射线衍射图谱


图片描述:粉末样品的X射线衍射结果(A) Sn1-xPbxSe0.95Cl0.05的粉末X射线衍射图谱(B) Sn1-xPbxSe0.95Cl0.05的计算晶格参数




FRINGE系列桌面式X射线衍射仪

>关于浪声<


792fd80914547ac5ca58fbbbdded5b3a_imgthumb.png
赋能科研创新

此次FRINGE系列X射线衍射仪参与到《Science》级研究成果的诞生,不仅印证了浪声科学在高端分析仪器领域的技术实力,更标志着中国自主研发的科学仪器已达到国际较高水平。从晶体结构解析到物相定量分析的全流程中,浪声科学XRD凭借其卓越的稳定性和精准度,成为了科学家探索未知、产出世界级成果的得力助手。

未来,浪声科学将持续推动技术创新,以坚实的科技实力为人类科学探索贡献中国智慧,让更多“中国智造”的科学仪器在世界科研舞台上绽放光彩。








网址:www.lanscientific.com

邮箱:sales@lanscientific.com

地址:江苏省苏州市高新区永安路19号

电话:0512-69376270 / 400-992-0512




参与评论

全部评论(0条)

相关产品推荐(★较多用户关注☆)
你可能还想看
  • 技术
  • 资讯
  • 百科
  • 应用
  • 棱镜使用:在光学与科学中的应用
    棱镜作为光学仪器中的重要组成部分,其性能直接影响到设备的整体效果和使用寿命。无论是在望远镜、显微镜、相机镜头还是其他光学仪器中,棱镜的功能都是不可忽视的。
    2025-10-22331阅读 棱镜
  • 单色仪应用及其在科学与工业中的广泛用途
    在现代科学实验和工业应用中,单色仪作为精密仪器,广泛用于分光光度计、光谱分析等领域。为了保证其测量精度和延长使用寿命,定期的保养显得尤为重要。
    2025-10-22105阅读 单色仪
  • 激光粒度仪在疫苗中的应用
    通过精确测量粒子大小,激光粒度仪帮助科学家和生产人员控制疫苗的质量和效果。在疫苗的制备过程中,确保疫苗成分的粒度分布符合要求,不仅能够提高疫苗的稳定性,还能够增强免疫反应的效果,从而更好地保障公众健康。本文将深入探讨激光粒度仪在疫苗生产中的重要应用,及其如何帮助提升疫苗的质量控制。
    2025-10-05110阅读 激光粒度仪
  • 工业插头在机房中的应用
    为了确保设备的正常运行并保障安全,工业插头作为重要的电力连接设备,发挥着不可忽视的作用。本文将详细探讨工业插头在机房中的应用,阐述其重要性、功能以及如何帮助优化电力供应与管理,确保设备的高效、安全运行。
    2025-10-10108阅读 工业插头
  • 液氮罐在工业中的应用
    随着科技的发展,液氮罐的使用越来越普及,尤其是在生命科学、食品加工、金属加工等行业中,液氮以其独特的低温特性,提供了诸多重要的技术支持和工艺创新。本文将深入探讨液氮罐在工业中的多种应用,揭示其在不同领域中的重要作用,并分析如何通过合理利用液氮罐提高生产效率和产品质量。
    2025-10-12135阅读 液氮罐
  • 查看更多
版权与免责声明

①本文由仪器网入驻的作者或注册的会员撰写并发布,观点仅代表作者本人,不代表仪器网立场。若内容侵犯到您的合法权益,请及时告诉,我们立即通知作者,并马上删除。

②凡本网注明"来源:仪器网"的所有作品,版权均属于仪器网,转载时须经本网同意,并请注明仪器网(www.yiqi.com)。

③本网转载并注明来源的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品来源,并自负版权等法律责任。

④若本站内容侵犯到您的合法权益,请及时告诉,我们马上修改或删除。邮箱:hezou_yiqi

热点文章
VEGAVIB 61是市面上最好的料位开关吗?
【白皮书】Fourier 80台式核磁共振波谱仪在教学领域的应用
光热催化技术原理与协同机制深度解析
光热催化实验方案设计与系统优化策略
安谱方案 | 食品中蜡样芽胞杆菌呕吐毒素检测的整体解决方案(一)
标签温控型恒温持粘性测试仪:测试原理
前沿应用|基于核磁共振技术的土凝岩土体改良孔隙水分布特征表征
光热催化系统集成与工程优化
KTA年度盘点(下):设备运维三大核心,护航科研之路!
二氧化碳光催化系统分为常压、高压、均相和非均相,光电二氧化碳还原、二氧化碳气体扩散电化学池系统,分别研究内容是什么?解决什么问题?如何选择实验设备?
近期话题
相关产品

在线留言

上传文档或图片,大小不超过10M
换一张?
取消