近期，中科院合肥研究院固體所材料應用技術研究室秦曉英研究員課題組提出了一種簡便的制備β-Ag₂Se基合金的方法。在317K時，β-Ag₂Se的最大熱電優值為0.7。進一步采用Sn摻雜，來改善β-Ag₂Se的電學和熱學性能，使得β-Ag_1.9Sn_0.1Se在300K時ZT峰值達到0.9，多次重復測試結果表明，Sn摻雜是提高β-Ag₂Se熱電性能的有效途徑。相關研究成果發表在Materials Chemistry Frontiers上。

　　熱電(TE)材料為廢熱回收和冷卻應用開辟了可能性。熱電材料的性能由ZT=σS²T/κ的值決定，其中σ、S、T和κ分別是電導率、塞貝克系數、絕對溫度和導熱系數。因此，高ZT材料需要高功率因數和低導熱系數。而不同的制備方法對Ag₂Se的ZT值有很大影響，采用熔煉法制備的β-Ag₂Se在室溫下的峰值ZT為0.32 ~ 0.96，而采用濕化學法制備的β-Ag₂Se納米晶最大ZT僅為0.23，嚴重制約了Ag₂Se的應用。

　　為此，秦曉英課題組通過一步法成功合成出β-Ag₂Se和β-Ag_1.9Sn_0.1Se納米材料。對β-Ag₂Se樣品進行重復測試，發現材料性能穩定且β-Ag₂Se的最大ZT為0.7。進一步采用Sn摻雜，β-Ag_1.9Sn_0.1Se在300K時ZT最大值達到0.9，這一數值與室溫唯一使用的n型熱電材料Bi₂Te_2.7Se_0.3相比擬，是濕化學法報道的最高值。相關工作也為優化其他熱電材料的性能提供了技術指導。

　　該工作得到國家自然科學基金的支持。

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圖1. Ag₂Se的 (a)電阻率ρ；(b) 載流子濃度n；(c) 遷移率μ和 (d) 塞貝克系數S循環三次溫度的函數。

圖2. Ag_2-xSn_xSe (x = 0和0.1)的熱電性質隨溫度的函數：(a) ρ；(b) S；(c) PF；(d) κ；(e) ZT和 (f) ZT與報告值的比較。