国产三级精品三级在线观看,国产高清无码在线观看,中文字幕日本人妻久久久免费,亚洲精品午夜无码电影网

熱電技術在過去20年里經(jīng)歷了快速發(fā)展，最有前景的應用領域包括發(fā)電和主動冷卻。在現(xiàn)有的熱電材料中，硒化錫（SnSe）由于過去十年中不斷確立的出乎意料的高熱電效率而發(fā)展尤為迅速。一些用于解釋和提高SnSe熱電性能的輸運機制和策略，對于理解和開發(fā)具有類似SnSe特性的其他材料系統(tǒng)非常重要。與其他熱電材料一樣，構建商業(yè)上可行的基于SnSe的器件需要在器件效率和服務穩(wěn)定性方面取得進步。所有材料系統(tǒng)進一步的優(yōu)化將使熱電技術在未來全球能源格局中發(fā)揮關鍵作用。

在此，北京航空航天大學趙立東教授和美國西北大學Mercouri G. Kanatzidis教授等人基于熱電材料將熱能和電能相互轉化，使其可用于發(fā)電和冷卻，全面概述了該領域的最新發(fā)展，部分原因得益于硒化錫，這是一種窄間隙半導體，不是作為熱電材料的明顯選擇。然而，十年前，硒化錫被證明具有很高的熱電效率，這種化合物的發(fā)現(xiàn)和進一步改進對于開發(fā)新一代熱電材料和器件非常重要。此外，預計更多的應用場景將促進熱電行業(yè)的發(fā)展，這可以通過利用新興的跨學科來實現(xiàn)，熱電與其他技術的結合可能會為未來的材料科學和可再生能源技術提供變革性的機會。

相關文章以“The development and impact of tin selenide on thermoelectrics”為題發(fā)表在Science上。

研究內容

電熱輸運決定了材料的基本物理特性，它們的結合為各種應用提供了前景。電輸運通常伴隨著熱傳遞；然而，對于現(xiàn)代電子學來說，具有熱導性和電絕緣性的陶瓷材料至關重要。具有電導性和熱絕緣性的材料，如熱電材料，通過塞貝克效應和佩爾捷效應實現(xiàn)功率生成和冷卻。盡管這些材料可能為可持續(xù)能源技術提供一條綠色路徑，但它們的廣泛應用受到相對較低效率的限制。要實現(xiàn)更好的能源轉換效率，需要進一步解耦電熱輸運行為。

復雜的電子結構傾向于有利于電輸運，而大的單元格和復雜的晶格結構導致熱導率低。這些趨勢促進了各種熱電材料的發(fā)現(xiàn)。其中，硒化錫（SnSe）是一種突出的材料，因為它具有熱電性的關鍵特性。經(jīng)過10年的發(fā)展，基于SnSe的材料已經(jīng)在實驗室規(guī)模上為功率生成和電子冷卻開發(fā)出了卓越的性能。這些材料不僅提供了潛在的性價比高、環(huán)保、資源豐富和高效的熱電候選材料，而且SnSe的發(fā)展軌跡激發(fā)了具有類似特性的其他熱電材料的發(fā)現(xiàn)和改進。

2014年在SnSe晶體中發(fā)現(xiàn)了高熱電性能，這得益于它們固有的低熱導率和高平面載流子遷移率。這一突破引發(fā)了大量研究，以確定SnSe中熱輸運的起源。為了加深對這種輸運行為的理解，已經(jīng)取得了進展，包括研究多個電子帶及其協(xié)同作用、三維（3D）電荷和二維（2D）聲子輸運、氧化去除和晶格平面化。這些成就加深了對SnSe的物理理解，并為其他熱電材料系統(tǒng)提供了重要的指導。

圖1：先進的熱電材料的性能。

圖2：非諧性和固有的低導熱系數(shù)。

圖3：復雜的電子結構。

圖4：3D/2D傳輸和DPM策略，以獲得較高的平面外性能。

圖5：用于熱電研究的微結構。

圖6：具有多維結構的熱電器件。

過去十年，熱電領域的技術經(jīng)歷了快速發(fā)展，這與硒化錫（SnSe）等材料的發(fā)現(xiàn)和改進不謀而合。這一時期是熱電技術開發(fā)的重要里程碑，加深了人們對高熱電性能驅動因素的基本理解，以及這種理解可能對能源管理、保護和各個科學和技術領域產生的廣泛影響。SnSe因其固有的物理特性而聞名，這些特性有利于熱電輸運，如強烈的非諧性、復雜的電子帶、三維/二維輸運、對氧化的敏感性以及缺陷誘導的調控，已成為一種重要材料，展示了在發(fā)電和固態(tài)冷卻方面的巨大潛力。此外，研究工作已經(jīng)多樣化，探索具有類似SnSe特性的熱電材料。這一進展也刺激了其他科學和技術領域的進步。這種擴展擴大了熱電技術的應用范圍，并促進了其在材料科學、物理學、化學、生物醫(yī)學、電子學、焊接、連接、封裝和系統(tǒng)設計等領域的應用。展望未來，解決優(yōu)化熱電材料的關鍵問題對于推動這一動態(tài)領域的進一步創(chuàng)新至關重要。然而，盡管器件商業(yè)化仍是最終目標，但要實現(xiàn)熱電技術的全面潛力，仍面臨許多挑戰(zhàn)。

考慮到熱電技術的應用有限且效率不高，通過利用高可靠性、快速響應和可定制尺寸等特點來擴大應用范圍至關重要。探索熱電材料的用例，如可穿戴、集成和微型化電子設備，可能會有所收獲。基于SnSe和其他熱電材料開發(fā)多維高效器件可能會提供令人驚訝的效率。SnSe在如二維異質結構和拓撲絕緣體等領域也得到了認可和興趣。SnSe在這些新興領域的發(fā)展可能為其熱電特性的使用提供更多途徑，并為跨學科研究開辟不同領域。將熱電材料定向但不受限制地整合到其他技術中，可能會在可持續(xù)能源領域提供令人驚訝和重要的協(xié)同效應。熱電材料在過去十年經(jīng)歷了一場新的革命，現(xiàn)在是創(chuàng)造性思考它們可以如何被利用的時候了。

文獻信息

Bingchao Qin, Mercouri G. Kanatzidis*, Li-Dong Zhao*,?The development and impact of tin selenide on thermoelectrics, Science

原創(chuàng)文章，作者：計算搬磚工程師，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://m.xiubac.cn/index.php/2024/10/18/f2fa328b6d/

国产三级精品三级在线观看,国产高清无码在线观看,中文字幕日本人妻久久久免费,亚洲精品午夜无码电影网

重磅！北航趙立東，第十篇Science！

相關推薦

重磅！北航趙立東，第十篇Science！