李红星[1]2003年在《含稀土Bi_2Te_3基热电材料的研究》文中认为在综合评述了国内外热电材料研究进展的基础上，以Bi_2Te_3基热电材料作为研究对象，采用真空熔炼、冷压粉末冶金和机械合金化的方法制备了含稀土元素的Bi_2Te_3基合金。通过XRD、XPS、TEM、SEM／EDS和电学性能测试等手段，研究了它们的组织结构和电学性能，为Bi_2Te_3基热电材料性能的改进和提高开辟了一条新的探索途径。 本课题组自行设计制作了一台热电性能测试装置，用于测量热电材料在300K～800K温度范围内的电学性能(包括Seebeck系数和电阻率)。该测量装置采用热电偶丝作为电压测量导线，简化了实验装置，能较精确的测量样品两端的温差，从而保证了Seebeck系数测量的准确性。 研究表明：对于含稀土元素的LaBi_4Te_6和SmBi_4Te_6，只有机械合金化方法才能使其完全合金化，而且需要较高的球磨转速(220rpm)。真空熔炼、冷压粉末冶金和较低转速的高能球磨(150rpm)都不能得到完全合金化的材料。 LaBi_4Te_6和SmBi_4Te_6经过220rpm、200小时的高能球磨后完全合金化，并且形成与Bi_2Te_3同晶体结构的单相合金。稀土元素的加入，促使LaBi_4Te_6、SmBi_4Te_6形成了纳米结构的合金。热压前LaBi_4Te_6和SmBi_4Te_6的晶粒尺寸分别为9.40nm和11.06nm，热压后增至22.13nm和25.27nm。XPS和EDS分析还表明，高能球磨制备的LaBi_4Te_6和SmBi_4Te_6中出现了稀土原子的表面贫化现象，在材料表面约20的深度范围内只有较少量的稀土原子Sm和La存在。 和掺过渡元素的Mn_(15)Bi_(34)Te_(51)相比，LaBi_4Te_6、SmBi_4Te_6在350～500K的温度范围内具有较高的Seebeck系数和功率因子。这一方面是因为稀土化合物所呈现的特殊能带结构，另一方面是因为当晶粒大小减小到纳米尺寸时，载流子散射机制发生了改变。相同温度下，SmBi_4Te_6的Seebeck系数比LaBi_4Te_6高约10μVK~(-1)，出现这种情况的原因可能是因为Sm含有4f电子层，而La则没有，所以SmBi_4Te_6和LaBi_4Te_6的能带结构也应有所不同并最终导致热电性能的不同。
吉晓华[2]2005年在《纳米结构Bi_2Te_3基热电材料的合成与性能》文中研究指明热电材料是一种能够实现热能和电能直接相互转换的半导体功能材料,在温差发电和热电制冷等领域具有重要的应用价值和广泛的应用前景。Bi2Te3基化合物的最高无量纲热电优值ZT接近于1,是目前室温附近应用的最好的热电材料。纳米热电材料由于其热导率的降低比电导率的降低更为显着,材料的热电优值会显着提高。本文采用溶剂热、水热以及低温湿化学等新颖合成方法来制备Bi2Te3基纳米粉末,合成出了不同形态的空心壳状Bi2Te3纳米结构包括Bi2Te3纳米管和纳米微囊等,并制备了含稀土元素的Bi2Te3基(RE-Bi2Te3) 合金纳米粉。应用XRD、SEM和TEM等对合成的纳米粉末进行了结构和形态分析,实验研究和具体讨论了Bi2Te3水热合成过程中的化学反应机理和形核长大机制。真空热压制备了块体热电材料和块体纳米复合热电材料,并测量了热压试样的热电性能。本文工作最重要的结果是合成了Bi2Te3纳米管和纳米微囊,这是首次见诸报道的Bi2Te3空心壳状纳米结构。于150℃水热合成的Bi2Te3纳米管直径25-100 nm,长度达到几个微米。观察发现该纳米管的管壁是螺旋上翘的,管壁上Bi2Te3晶格的(003) 晶面与管轴向约呈一个20°的夹角。由低温湿化学法合成出的不规则空心纳米微囊尺寸约为10-50 nm。本文工作的第二个重要结果是提出并制备出了具有高热电优值的先进Bi2Te3基纳米复合热电材料。本文首次提出了“同质纳米复合”的概念,即以商业生产的Bi2Te3基合金作为基体,添加少量Bi2Te3纳米管,通过热压制备块状同质纳米复合热电材料。研究结果表明,同质纳米复合热电材料可以在保持电学性能的情况下明显降低热导率。实验测量的同质纳米复合试样的热导率最低仅为0. 8 W·m-1·K-1左右,最高无量纲热电优值ZT在420K温度时达到1. 25。这是所报道的块体Bi2Te3基热电材料的最高ZT值之一。以稀土氯化物或氧化物为稀土元素前驱体,溶剂热合成了含稀土元素的RE-Bi2Te3纳米粉。粉末主要为粒径在30 nm以下的不规则多面体颗粒。溶剂热合成/热压烧结所得的单相RE-Bi2Te3基合金具有与二元Bi2Te3相同的晶格类型和相似的晶格参数,表明稀土元素已经固溶在Bi2Te3晶体中。本文所制备的RE-Bi2Te3试样均为n型,说明稀土元素在掺杂半导体中为施主元素。热导率测量显示在Bi2Te3中合金化稀土元素能够降低Bi2Te3基化合物的热导率。本系列实验获得的最大热电优值为试样Ce-Bi2Te3在450K时获得的ZT≈0. 22。分别以乙二胺(en)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、吡啶、丙酮、无水乙醇和去离子水为反应介质,溶剂热合成了Bi2Te3纳米粉。讨论了溶剂的化学物理性质对所合成纳米浙江大学博士学位论文纳米结构BiZTe3基热电材料的合成与性能粉的形成和形态的影响。实验结果显示,去离子水由于具有较高的介电常数、表面张力和小的分子尺寸而成为合成单相BiZTe:的最佳溶剂。 研究了1加“C一250oC范围内水热合成温度对所合成的BiZTe3纳米颗粒尺寸的影响。结果表明,多面体颗粒的粒径由于晶粒粗化随着合成温度的升高而增大,而产物中的纳米棒或纳米带的尺寸则随着温度升高无明显长大,这被认为是与前驱体Te块上的碎片解理崩裂有关。 对BiZTe3水热合成的反应机理进行了研究。碱性添加剂NaOH在反应中起着较为重要的作用,Te粉在含有还原剂的强碱性溶液里会溶解并形成一种多磅化物的胶体。在结合成BiZTe3的反应中,认为既有Bi原子和Te原子之间的结合也有Bi3+和TeZ一离子之间的反应。 通过精心设计的实验研究了在水热合成中BiZTe3纳米晶的形核和长大机制。针对不同的合成条件,提出了“分子长大型”、“连续形核型”和“晶核饱和型”等BiZTe:纳米晶的形核模型。BiZTe3晶体由于其晶格的各向异性特点,在溶液中易于沿晶格基面侧向生长,并存在“表面形核型侧向生长”、“螺旋型侧向生长”和“孪晶型侧向生长”等多种生长方式。文章还根据所提出的形核和长大机制对不同形态的BiZTe3纳米颗粒的形成进行了探讨。关键词:热电材料;BiZTe3;纳米管;纳米微囊;纳米结构;形核长大机制; 同质纳米复合;溶剂热合成;水热合成;低温湿化学合成;热压; 热电性能;热电优值;‘稀土
张艳华[3]2005年在《稀土置换型纳米Bi_2Te_3基热电材料的溶剂热合成》文中指出热电材料是一种能够实现热能和电能直接相互转换的功能材料,在温差发电和热电制冷等领域具有重要的应用价值和广泛的应用前景。Bi_2Te_3基化合物的最高无量纲热电优值ZT接近于1,是目前室温附近应用的最好的热电材料。制备纳米和低维的热电材料有助于提高材料的热电性能。 本文采用溶剂热/水热合成方法,以BiCl3、Te粉或Te化物以及稀土元素化合物为反应前驱体,采用不同的合成工艺路线,合成了多种含稀土元素的Bi_2Te_3基合金纳米粉及Bi_2Te_3纳米粉,应用XRD、TEM、SEM等手段对合成粉末进行了物相成分和微观形貌结构的分析;实验研究和具体讨论了Bi_2Te_3水热合成过程中的化学反应机理和形核长大机制。最后采用真空热压技术,对部分Bi_2Te_3基合金纳米粉末进行热压,并测试了其热电性能。本文主要取得以下研究结果。 1.采用溶剂热合成方法制备了颗粒尺寸在30nm左右的LaxBi_2_xTe3(x≤1)热电材料纳米粉末。并研究了反应温度和反应时间对产物成分和微观结构的影响,研究表明,含稀土元素La的Bi_2Te_3化合物与标准Bi_2Te_3有类似的晶体结构和晶胞常数,晶相La的含量随合成温度升高而明显提高,而反应时间对La_xBi_4Te_6中La含量无显着影响,并初步判断La在Bi_2Te_3相晶格中占据Bi原子的位置。合成产物的几何形态与Bi_2Te_3基化合物的层状晶体结构有关,同时与晶体生长中温度对离子扩散速度的影响有关。在较低温度下合成的产物以不规则多面体纳米颗粒为主,随温度升高合成产物形貌以弯曲的薄片状为主,并存在少量纳米管。 2.采用水热合成方法,在添加适当含量EDTA和强碱性条件(添加NaOH)下,制备了La_xBi_2_xSe_yTe_3_y四元合金,并主要研究了合成过程中强碱性条件和添加EDTA对反应产物的影响,研究表明,添加足够量的碱性添加剂,是合成单相Bi_2Te_3基合金的必要条件;添加适量EDTA使得溶液中纳米薄片“自组装”连接形成一种纳米片状晶相互平行排列独特的花瓣状组织。但是过量EDTA的加入将抑制合成反应进行,形成颗粒状Bi和杆状TeSe固溶体。 3.采用水热法,分别合成制备了含稀土元素La的Bi_2Te_3基叁元合金和四元合金(另外掺Se)化合物。并主要研究了产物的晶体结构特征和热电性能参数随温度的变化。研究发现,Bi_2Te_3基叁元或四元合金其晶体结构同标准的Bi_2Te_3基本相似,均为六面体层状结构,稀土元素La在晶胞中的占位是随机取代了Bi_2Te_3晶格中6c位的Bi原子,四元合金中Se原子取代大部分3a位和少部分6c位的Te原子。根据占位数对其合成产物实际成分进行计算,认为与设计含量基本吻合。通过对Bi_2Te_3基叁元或四元合金试样热电性能的分析,发现Bi_2Te_3基叁元和四元合金热电材料均为n型半导体,说明置换Bi
吉晓华, 赵新兵[4]2004年在《纳米La-Bi-Te热电材料的溶剂热合成及其表征》文中指出以氯化铋、碲粉、氯化镧或氧化镧为原料,采用180℃溶剂热合成和400℃、50MPa、1h热压技术制备了含稀土的新型Bi2Te3基热电材料.TEM、SEM和XRD分析显示,溶剂热合成产物为Bi2Te3基化合物、LaTe以及单质Bi、Te的混合物,颗粒尺寸约30nm.在热压过程中粉末继续反应形成单相的含La叁元Bi2Te3,其晶体结构与二元Bi2Te3相同.热压后的微观组织为随机取向的层片状晶粒,层片厚度在100nm以下,电学参数测量表明,材料的热电功率因子在180℃时达到最大值2×10-4W·m·K-2.
倪华良[5]2007年在《Bi_2Te_3基纳米复合热电材料的合成与性能》文中研究说明热电材料是实现热能和电能直接转换的材料，可用于半导体制冷和发电。Bi_2Te_3基化合物是室温下性能最好的热电材料，经过几十年的研究，块体Bi_2Te_3基材料的最高热电优值ZT一直徘徊在1左右。随着纳米技术的兴起，近年来有关在低维材料中取得高热电优值的报道不断出现。将材料的晶粒细化到纳米级，可以增加对载流子和声子的散射，从而提高Seebeck系数，降低热导率，提高热电性能。本文采用水热法合了不同成分的纳米结构Bi_2Te_3基化合物，采用真空热压法制备了块体纳米复合材料，对合成机理和性能作了系统研究。本文系统研究了过量Te和掺杂Ag对性能的影响。研究发现，改变Bi和Te的相对含量可控制Bi_2Te_3中的施主掺杂浓度，当名义成份为Bi_2Te_x(x=2.85～3.45)时，材料的室温电导率在8.0×10~3～1.03×10~5 Sm~(-1)的宽区间内变化；在水热合成的粉末中，用葡萄糖还原沉积不同数量的Ag，也可以在宽区间内调节材料的电导率。这表明，可以通过调节原料中Bi、Te配比和Ag掺杂，实现Bi_2Te_3基纳米复合材料的载流子浓度和电学性能的优化。叁元合金对短波长声子的散射较强，可进一步降低热导率，材料的能带结构也得以优化，因此叁元合金具有更高的热电性能。本文用水热法成功地合成了Bi_2(Te，Se)_3叁元合金，并对其相组成进行了表征分析。研究发现当名义成份为Bi_2Te_xSe_(0.45)(x=2.40～3.00)时，产物为结构相同，晶格常数存在差异的两相Bi_2(Te，Se)_3合金。热压后Bi_2Te_(2.70)Se_(0.45)和Bi_2Te_(3.00)Se_(0.45)接近单相。对材料电学性能分析表明，Te的相对含量可以调节掺杂浓度，当材料接近单相时，载流子受到的散射较强，Seebeck系数较高。在(Bi，Sb)_2Te_3合金中，随着Sb含量增加，形成单相合金越来越困难。在Bi_(1.8)Sb_(0.2)Te_3中，可以用水热法直接得到单相合金，在BiSbTe_3中，热压之后可得到单相合金，在Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_3中无法得到单相合金。以水热合成的Bi_2Te_3、Sb_2Te_3和Bi_2Se_3纳米粉末为原料，采用复合热压法制备了单相的Bi_2Te_3基叁元合金。结果表明，用该方法可在整个Bi_2Te_3-Bi_2Se_3赝二元系内合成单相的Bi_2(Te，Se)_3合金。但是在整个Bi_2Te_3-Sb_2Te_3赝二元系内均无法合成单相合金。其原因是水热合成的Bi_2Te_3和Bi_2Se_3粉末晶粒尺寸都在几十纳米左右，容易通过原子扩散形成单相合金。水热合成Sb_2Te_3的晶粒尺寸分布不均，大的晶粒尺寸在微米级，因而无法形成单相合金。水热合成的纳米材料具有大量晶界，构成对载流子和声子的强烈散射，可提高Seebeck系数，降低热导率。但是大规模制备纳米材料，存在技术和成本上的困难。本文将不同温度下合成的Bi_2Te_3纳米粉末掺入到工业粉末中，通过真空热压法制备微纳结构Bi_2Te_3基热电材料，期望用少量的纳米材料来提高工业材料的性能。结果表明纳米粉末的晶粒尺寸对性能有重大影响。纳米粉末的晶粒尺寸越小，对载流子和声子的散射越强。在没有掺杂优化的情况下，在120℃合成的纳米粉与N型工业粉的复合材料中取得最高ZT值为0.83。本文研究了Bi_2Te_3基区熔材料和热压材料的微区Seebeck系数分布。在热电材料研究中，一般认为整块试样的性能是均匀的。用常规手段测得的材料的热电性能，如Seebeck系数、电导率和热导率等都是材料的整体性能。本文分析了Bi_2Te_3基材料的微区Seebeck系数分布，发现材料中Seebeck系数的分布是不均匀的，高低相差40μV／K以上。Seebeck系数的微区分布，与成分、晶体取向和形貌无关，可能与材料中的缺陷有关。余热发电是热电材料的一个重要应用，由于它的转化效率较低，发电装置必须具有很低的制造、安装、运行和维护成本，才能使其实用化。工业上的大型烟囱是一个重要的余热源。针对这一余热源，设计了位于烟囱内部的无动力冷却热电发电装置。该装置对烟囱结构影响很小，安装方便，降低了发电成本，采用无动力水冷，有助于增加总的能量输出，简化结构，进一步降低成本。实验表明，水循环在没有驱动的情况下可以持续进行，在40mm×40mm面积上的输出功率为0.027W。本文制作了电学性能测量仪，可在-100～1000℃范围内测量材料的Seebeck系数和电导率。编写了测量控制程序，整个测试过程由计算机控制，操作方便。制造了热压设备，最高工作温度为1000℃，最大压力20T。
张艳华, 赵新兵, 吉晓华[6]2004年在《含镧的Bi_2Te_3基化合物的溶剂热合成及微观结构》文中研究表明以BiCl3,LaCl3和Te粉为原料,用溶剂热合成法制备了含稀土元素的单相LaxBi4Te6(x≤1)热电材料纳米粉末。研究发现,叁元化合物LaxBi4Te6具有与二元Bi2Te3化合物相同的晶体结构和相似的晶格常数。LaxBi4Te6中的La含量随合成温度升高而增加,但与反应时间没有显着关系。LaxBi4Te6合成粉末的颗粒尺寸在30nm左右,并且几乎与反应温度和反应时间没有关系。在120℃合成的粉末基本上为不规则多面体形状,在150℃及以上温度合成的粉末则趋向于薄片状,并存在一些直径在50～80nm之间的纳米管。
张艳华, 赵新兵, 朱铁军[7]2006年在《纳米La_xBi_(2-x)Se_yTe_(3-y)粉末的水热合成》文中提出以BiCl3,LaCl3,Se粉和Te粉为原料,NaOH和乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA)为添加剂,用水热法合成了单相LaxBi2-xSeyTe3-y四元合金纳米粉末,其微观形貌为由薄片状纳米晶侧向平行自组装而形成的花瓣状微观组织。研究发现,碱性添加剂对合成单相Bi2Te3基四元合金是必需的。添加适量EDTA有助于片状晶的侧向生长和自组装连接,但添加过量EDTA将抑制合成反应的进行。
贾惠[8]2013年在《RXTe_3的合成与热电性能》文中指出本文主要通过机械合金化法(MM)与放电等离子体烧结(SPS)技术相结合，制备了含稀土元素的层状化合物热电材料RXTe3(R=La, Ce, Nd; X=Bi, Sb)。主要取得了如下的成果：(1)采用固相反应的方法，以高纯度的La、Ce、Bi、Sb、Nd、Te单质为原料，分别制备出了NdBiTe3、La0.3Ce0.7BiTe3、La0.7Ce0.3BiTe3、NdSbTe3四种样品。X射线衍射(XRD)的结果分析表明四种样品都具有Bi2Te2S型层状结构。NdBiTe3和NdSbTe3含有少量的NdTe2，而La0.7Ce0.3BiTe3和La0.3Ce0.7BiTe3含有少量的LaTe2。(2)为了消除/减少二元杂质，把固相反应得到的产物进行高速球磨，随着球磨时间的增加，二元稀土快速减少。然后，将球磨后的粉末进行放电等离子体烧结(SPS)，获得了致密的块体材料。与文献报道的合成方法相比，我们的合成方法具有简单、快速的优点。(3)进一步分析LaBiTe3、La0.7Ce0.3BiTe3、La0.3Ce0.7BiTe3、CeBiTe3四种样品的XRD图谱，随着Ce的含量增加，(0015)衍射峰明显地向高角度移动，表明我们的合成方法可以制备四元稀土化合物。(4)利用物性测量系统(PPMS)的TTO模块同时测量了试样的电阻率、热导率和Seebeck系数随温度的变化。NdSbTe3的Seebeck系数为正，表明其为P型半导体，最大值达到483μV K1。La0.7Ce0.3BiTe3、La0.3Ce0.7BiTe3、NdBiTe3的Seebeck系数都为负，表明其为N型半导体。(5)施加不同强度的磁场测量了La0.7Ce0.3BiTe3、La0.3Ce0.7BiTe3和NdBiTe3样品的电阻率，随着温度和磁场强度的变化。具有不同程度的磁电阻效应。
陈水波[9]2013年在《Ca_2Co_2O_5制备及热电性能研究》文中研究说明摘要：随着人类社会和经济的发展,能源短缺与环境污染问题日益突出。热电技术作为一种绿色环保的能源技术,在制冷与发电领域受到了极大关注。氧化物热电材料是一种极具潜力的新型热电材料体系,与其他热电材料相比,具有使用温度范围广、抗氧化、无污染、使用寿命长、热电性能优越等特点。氧化物热电材料常用制备方法包括固相反应法、溶胶-凝胶法、高能球磨法等。但固相反应法所需反应温度较高,反应时间较长；溶胶-凝胶法所得粉体疏松,易残留氧化物和有机质；高能球磨法易污染材料,能耗高,且易引入晶格应力。因此,本文以硝酸钙、硝酸钴和脲素为原料,采用均匀沉淀法制备Ca2Co2O5粉体,考察硝酸钙与硝酸钴摩尔配比、脲素与硝酸盐(硝酸钙、硝酸钴)摩尔配比、水浴加热时间、水浴加热温度、搅拌条件对前驱体合成的影响；分析前驱体煅烧温度,煅烧时间、煅烧气氛对Ca2Co2O5粉体合成的影响；研究均匀沉淀法制备Ca2Co2O5粉体的形成机理；采用冷压烧结法制备Ca2Co2O5陶瓷,考察粘结剂用量、成型压力、保压时间对Ca2Co2O5陶瓷制备的影响,并对其抗压性能与热电性能进行测试分析。研究结果表明：采用均匀沉淀法可以获得粒度均匀、颗粒尺寸约1μm、片状Ca2Co2O5粉体；粉体经冷压烧结后可获得表面光滑、内部致密、抗压强度约90MPa的Ca2Co2O5陶瓷；均匀沉淀法形成机理研究表明,溶液中阳离子以碱式碳酸盐形式形成沉淀；热电性能测试结果表明,在测试温度范围内,采用均匀沉淀法和冷压烧结工艺所获得的Ca2Co2O5陶瓷具有较好的热电性能。图32幅,表12个,参考文献101篇。
付婕妃[10]2014年在《Ⅲ-型锗基笼合物的制备及热电性能》文中研究指明笼合物属于典型的“电子晶体—声子玻璃”材料，晶体结构一般是由多面体笼子和填充在笼子中的原子构成。笼子一般由IV族和Ⅲ族元素组成，填充原子一般为碱金属和碱土金属。笼合物根据不同的空洞结构有不同类型，其中作为热电材料研究较多的有I-型笼合物、Ⅷ-型笼合物和Ⅲ-型笼合物。Ⅲ-型笼合物在室温下具有高的电导率和低的热导率，是具有很好应用前景的高温热电材料。然而由于其具有高的载流子浓度，导致其Seebeck系数较低。此外，Ⅲ-型Ba24Ge100笼合物制备周期长、合成困难；因此，探索新的制备技术，调控和优化该化合物的载流子浓度是Ⅲ-型Ba24Ge100笼合物研究和应用面临的重要课题。鉴于Ⅲ-型Ba24Ge100笼合物存在的上述问题，本研究主要探索Ⅲ-型笼合物Ba24Ge100的合成制备方法，寻找新的掺杂元素降低材料的载流子浓度及热导率，从而优化材料的热电优值ZT。由于很难合成单相Ⅲ-型Ba24Ge100笼合物，本文尝试采用熔融结合放电等离子烧结制备Ba24Ge100基热电化合物。为了降低载流子浓度，分别以低价态的Cu、Ag和Ga为掺杂元素，对Ba24Ge100的框架原子Ge位进行掺杂，及采用Ga、Ag共同取代Ge位掺杂，以此来降低结构中多余的电子数，研究了单掺及双掺对Ba24Ge100的结构及热电传输特性的影响。为了进一步降低载流子浓度，研究了Ba位Li掺杂，及Ba位和Ge位共同掺杂对其热电传输特性的影响规律。本论文的主要研究工作结论如下：研究了采用单质元素Cu、Ag和Ga在Ge位掺杂后对Ⅲ-型Ba24Ge100化合物电热传输性能的影响规律。Cu、Ag掺入后由于与Ge价态相差大，使Ⅲ-型结构不稳定部分转变为I-型笼合物相，生成复合相。无论是生成Ⅲ-型笼合物还是I-型笼合物相，均降低了结构中的多余电子数，使载流子浓度降低，Seebeck系数提高，迁移率升高，电导率下降，同时热导率下降，ZT值提高。未掺杂的Ba24Ge100在873K时ZT值仅为0.1，Ba24Cu8Ge92在873K时ZT值达0.28，与未掺杂样品相比提高了180%。Ba24Ag10Ge90在767K时ZT值达到0.36，与未掺杂样品相比提高了260%。Ga价态与Ge相近，当掺杂量＜8时为单相，继续增加Ga含量，有I-型笼合物相出现。Ga取代Ge位后，降低了结构中多余电子数，降低载流子浓度、热导率，Seebeck系数略有提高。Ga掺杂为10的样品Ba24Ga10Ge90在873K时ZT达到0.32，与未掺杂样品相比提高了220%。在上述单质元素单掺的基础上，研究了Ag/Ga在Ge位共掺对Ⅲ-型Ba24Ge100化合物电热传输性能的影响规律。Ga/Ag共掺能够显着降低载流子浓度、电导率、热导率，提高了Seebeck系数。Ba24Ga4AgxGe96-x，x≤2时为单相，在873K时Ba24Ga4Ag2Ge94最大ZT值为0.22，与Ba24Ga4Ge96相比性能提高了80%，较未掺杂样品Ba24Ge100提高了120%。增加Ga、Ag固溶量的Ba24Ga8Ag2Ge90和Ba24Ga8Ag4Ge88的ZT值在873K时分别为0.35和0.45，与未掺杂的Ba24Ge100样品的ZT值相比分别提高了250%和350%。在Ge位采用单掺和共掺的基础上，在Ba位采用单质Li元素掺杂，研究了Ba位掺杂及Ba位和Ge位共掺对Ⅲ-型Ba24Ge100化合物电热传输性能的影响规律。Li掺杂在Ba位的Ba24-xLixGe100、Ba24-xLixGa4Ge96(x=1，2，3，4)XRD谱图均为单相Ⅲ-型笼合物。背散射照片显示Li掺量越多有BaGe2相出现。Ba24-xLixGe100、Ba24-xLixGa4Ge96化合物的载流子浓度升高，Li没有掺入到Ba位，由于Li较小可能进入到间隙位置，热电性能没有提高。Ba20Li4Ga4Ag2Ge96、Ba20Li4Ga8Ag2Ge90均为Ⅲ-型与I-型的复合相，由于加入Li，同时减少了Ba的含量，使得掺入Li比未掺Li试样I-型相多。Ba20Li4Ga4Ag2Ge96的最大ZT值在823K约为0.24，比Ba24Ga4Ag2Ge94在873K为0.22略微提高，主要由于Ba20Li4Ga4Ag2Ge96为Ⅲ-型与I-型复合相，热导率降低。而Ba20Li4Ga8Ag2Ge90化合物的ZT值约为0.35比Ba24Ga8Ag2Ge90的ZT值略有提高。
参考文献：
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[7]. 纳米La_xBi_(2-x)Se_yTe_(3-y)粉末的水热合成[J]. 张艳华, 赵新兵, 朱铁军. 中国稀土学报. 2006
[8]. RXTe_3的合成与热电性能[D]. 贾惠. 杭州电子科技大学. 2013
[9]. Ca_2Co_2O_5制备及热电性能研究[D]. 陈水波. 中南大学. 2013
[10]. Ⅲ-型锗基笼合物的制备及热电性能[D]. 付婕妃. 武汉理工大学. 2014
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