P型Sr_(0．5)Co_(4-x)Fe_xSb_(12)化合物的制备及高温热电性能

摘要

采用熔融法结合放电等离子烧结(SPS)技术合成了P型填充方钴矿化合物Sr_(0.5)Co_(4-x)Fe_xSb_(12),并研究了Fe掺杂对该化合物高温热电性能的影响。采用X-射线衍射(XRD)及电子探针(EPMA)表征了化合物的物相及化学成分,在300～850 K温度范围内测试了化合物的电导率、赛贝克系数和热导率,采用Van de Pauw方法测试了化合物的室温载流子浓度。实验结果表明,化合物的主要相组成为Sr_(0.5)Co_(4-x)Fe_xSb_(12)方钴矿相,同时含有少量FeSb_2和CoSb_2杂质相。化合物的赛贝克系数均为正值,表明为空穴导电。随着Fe掺杂量的增加,化合物的载流子浓度及电导率增加,赛贝克系数降低,晶格热导率降低,最小室温晶格热导率为1.97 Wm^(-1)K^(-2)。对于化合物Sr_(0.52)Co_(2.32)Fe_(1.68)Sb_(12),在850K时获得的最大热电性能指数ZT约为0.60。