硒化银的溶剂热法制备及热电性能研究

摘要

为了采用一种能耗低且耗时短的方法制备高性能的硒化银（Ag₂Se）基热电材料,选择以乙二胺为溶剂,硝酸银（AgNO₃）和单质硒（Se）为原材料,采用溶剂热法合成不同银硒摩尔配比(n_AgNO3/n_Se)的硒化银粉体后,再经过放电等离子体烧结（SPS）制备成块体。利用X射线衍射（XRD）与扫描电子显微镜（SEM）对样品进行物相分析及微观形貌观察,利用热电性能测试系统对样品的热电性能进行测试,通过模拟计算与热电发电器件的实际输出电压测试验证样品的性能。结果表明,随着n_AgNO3/n_Se的增大,硒化银粉体中第二相Ag单质的衍射峰增强,有利于优化样品的载流子输运特性。当n_AgNO3/n_Se为2∶1时,所得样品具有最佳的室温热电性能,即在303 K时的热电优值（z T）约为0.74。当nAgNO₃/nSe为1.9∶1时,所得样品在393 K时取得最大z T值,约为1.07,其在303～393 K之间的平均zT值约为0.82。模拟计算与热电发电器件的实际输出电压测试都表明,实验制备的硒化银块体具有替代N型Bi₂Te₃基热电材料的潜力。

关键词

硒化银 / 溶剂热法 / 银硒摩尔比 / 热电性能 / 热电器件