近日，福州大学罗中箴教授与合作者在N型PbS热电材料导带收敛研究方面取得新进展，相关研究结果发表在《Energy & Environmental Science》。福州大学热电功能材料实验室（2020年依托材料科学与工程学院成立）博士生陈紫煊为该论文第一作者，论文得到了邹志刚院士和美国西北大学Mercouri G. Kanatzidis教授的指导，福州大学为第一通讯单位。

热电材料是基于泽贝克效应与帕尔贴效应的新型能源转换材料。在温差或电场下，热电材料内部载流子定向运动实现热能与电能之间的直接相互转化。在航空航天和深海探测等领域的特种电源、半导体固态制冷等方面具有重要应用。该研究创新性采用GaSb半导体掺杂剂，有效降低PbS导带间的能量差，在N型PbX (X = S, Se和Te)热电材料中促进导带收敛，提高了有效质量和泽贝克系数，获得电输运性能的极大提升。另一方面，GaSb软化声子振动模式，降低了材料的晶格热导率。同时实现电输运性能提高和热导率降低，极大的提高N型PbS的热电性能，并为N型PbSe和PbTe材料实现导带收敛提供了新的研究方向。

该研究获得科技部国家重点研发专项、国家自然科学基金以及闽都创新实验室等项目的资助。

图1. GaSb降低PbS导带间能量差，促进导带收敛，获得高功率因子和热电优值

文章链接：https://doi.org/10.1039/D3EE00183K