Tuning Multiscale Microstructures to Enhance Thermoelectric Performance of n-Type Bismuth-Telluride-Based Solid Solutions

Advanced Energy Materials

Volumn 5, Issue 17, 2015, Pages

  Hu, Lipeng ^a   Wu, Haijun ^a,b   Zhu, Tiejun ^a,c   Fu, Chenguang ^a   He, Jiaqing ^a,b   Ying, Pingjun ^a   Zhao, Xinbing ^a,c  

^a ZHEJIANG UNIVERSITY   (China)

^b SOUTHERN UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY   (China)

^c ZHEJIANG UNIVERSITY   (China)

Author keywords

bismuth telluride; multiscale microstructures; point defects; texture; thermoelectric materials

Indexed keywords

CRYSTAL LATTICES; DEFORMATION; ELECTRIC POWER FACTOR; INGOTS; POINT DEFECTS; TEXTURES; THERMAL CONDUCTIVITY; THERMOELECTRICITY;

BISMUTH TELLURIDE; HIGH FIGURE OF MERIT ZT; LATTICE THERMAL CONDUCTIVITY; MULTI-SCALE MICROSTRUCTURE; PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES; SYNERGISTIC COMBINATIONS; THERMO-ELECTRIC MATERIALS; THERMOELECTRIC PERFORMANCE;

BISMUTH COMPOUNDS;

EID: 84941190771     PISSN: 16146832     EISSN: 16146840     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/aenm.201500411     Document Type: Article

References (48)

1. L. P. Hu, H. L. Gao, X. H. Liu, H. H. Xie, J. J. Shen, T. J. Zhu, X. B. Zhao, J. Mater. Chem. 2012, 22, 16484.
2. X. B. Zhao, X. H. Ji, Y. H. Zhang, T. J. Zhu, J. P. Tu, X. B. Zhang, Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 062111.
3. L. D. Zhao, S. H. Lo, Y. S. Zhang, Y. S. Zhang, H. Sun, G. J. Tan, C. Uher, C. Wolverton, V. P. Dravid, M. G. Kanatzidis, Nature 2014, 508, 7496.
4. J. H. Li, Q. Tan, J. F. Li, D. W. Liu, F. Li, Z. Y. Li, M. Zou, K. Wang, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 4317.
5. J. J. Shen, T. J. Zhu, X. B. Zhao, S. N. Zhang, S. H. Yang, Z. Z. Yin, Energy Environ. Sci. 2010, 3, 1519.
6. K. T. Regner, D. P. Sellan, Z. H. Su, C. H. Amon, A. J. H. McGaughey, J. A. Malen, Nat. Commun. 2013, 4, 1640.
7. S. Lee, K. Esfarjani, T. F. Luo, J. W. Zhou, Z. T. Tian, G. Chen, Nat. Commun. 2014, 5, 3525.
8. J. P. Heremans, V. Jovovic, E. S. Toberer, A. Saramat, K. Kurosaki, A. Charoenphakdee, S. Yamanaka, G. J. Snyder, Science 2008, 321, 554.
9. W. Liu, X. J. Tan, K. Yin, H. J. Liu, X. F. Tang, J. Shi, Q. J. Zhang, C. Uher, Phys. Rev. Lett. 2012, 108, 166601.
10. Y. Z. Pei, X. Shi, A. LaLonde, H. Wang, L. Chen, G. J. Snyder, Nature, 2011, 473, 66.
11. M. Carle, P. Pierrat, C. Lahallegravier, S. Scherrer, H. Scherrer, J. Phys. Chem. Solids 1995, 56, 201.
12. W. M. Yim, F. D. Rosi, Solid-State Electron. 1972, 15, 1121.
13. R. J. Mehta, Y. L. Zhang, C. Karthik, B. Singh, R. W. Siegel, T. Borca-Tasciuc, G. Ramanath, Nat. Mater. 2012, 11, 233.
14. H. J. Wu, J. Carrete, Z. Y. Zhang, Y. Q. Qu, X. T. Shen, Z. Wang, L. D. Zhao, J. Q. He, NPG Asia Mater. 2014, 6, e108.
15. Y. Q. Cao, X. B. Zhao, T. J. Zhu, X. B. Zhang, J. P. Tu, Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 143106.
16. B. Poudel, Q. Hao, Y. Ma, Y. C. Lan, A. Minnich, B. Yu, X. Yan, D. Z. Wang, A. Muto, D. Vashaee, X. Y. Chen, J. M. Liu, M. S. Dresselhaus, G. Chen, Z. F. Ren, Science 2008, 320, 634.
17. X. F. Tang, W. J. Xie, H. Li, W. Y. Zhao, Q. J. Zhang, M. Niino, Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 012102.
18. T. J. Zhu, Z. J. Xu, J. He, J. J. Shen, S. Zhu, L. P. Hu, T. M. Tritt, X. B. Zhao, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 11589.
19. W. S. Liu, Q. Y. Zhang, Y. C. Lan, S. Chen, X. Yan, Q. Zhang, H. Wang, D. Z. Wang, G. Chen, Z. F. Ren, Adv. Energy Mater. 2011, 1, 577.
20. X. Yan, B. Poudel, Y. Ma, W. S. Liu, G. Joshi, H. Wang, Y. C. Lan, D. Z. Wang, G. Chen, Z. F. Ren, Nano Lett. 2010, 10, 3373.
21. S. Y. Wang, W. J. Xie, H. Li, X. F. Tang, J. Phys. D: Appl. Phys. 2010, 43, 335404.
22. L. P. Hu, T. J. Zhu, X. H. Liu, X. B. Zhao, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 5211.
23. R. T. Delves, D. W. Hazelden, H. J. Goldsmid, A. E. Bowley, Proc. Phys. Soc., London 1961, 78, 838.
24. L. D. Zhao, B. P. Zhang, J. F. Li, H. L. Zhang, W. S. Liu, Solid State Sci. 2008, 10, 651.
25. L. P. Hu, X. H. Liu, H. H. Xie, J. J. Shen, T. J. Zhu, X. B. Zhao, Acta Mater. 2012, 60, 4431.
26. T. S. Oh, D. B. Hyun, N. V. Kolomoets, Scr. Mater. 2000, 42, 849.
27. J. Navratil, Z. Stary, T. Plechacek, Mater. Res. Bull. 1996, 31, 1559.
28. L. P. Hu, T. J. Zhu, Y. G. Wang, H. H. Xie, Z. J. Xu, X. B. Zhao, NPG Asia Mater. 2014, 6, e88.
29. S. H. Lo, J. Q. He, K. Biswas, M. G. Kanatzidis, V. P. Dravid, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 5175.
30. K. Biswas, J. Q. He, I. D. Blum, C. I. Wu, T. P. Hogan, D. N. Seidman, V. P. Dravid, M. G. Kanatzidis, Nature 2012, 489, 414.
31. H. J. Wu, L. D Zhao, F. S. Zheng, D. Wu, Y. L. Pei, X. Tong, M. G. Kanatzidis, J. Q. He, Nat. Commun. 2014, 5, 4515.
32. S. G. Chowdhury, R. K. Ray, A. K. Jena, Mater. Sci. Eng. A 2000, 277, 1.
33. J. H. Sui, J. Li, J. Q. He, Y. L. Pei, D. Berardan, H. J. Wu, N. Dragoe, W. Cai, L. D Zhao, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 2916.
34. J. J. Shen, L. P. Hu, T. J. Zhu, X. B. Zhao, Appl. Phys. Lett. 2011, 99, 124102.
35. J. Horak, Z. Stary, J. Votinsky, Philos. Mag. B 1994, 69, 31.
36. S. Y. Wang, G. J. Tan, W. J. Xie, G. Zheng, H. Li, J. H. Yang, X. F. Tang, J. Mater. Chem. 2012, 22, 20943.
37. L. P. Hu, T. J. Zhu, X. Q. Yue, X. H. Liu, Y. G. Wang, Z. J. Xu, X. B. Zhao, Acta Mater. 2015, 85, 270.
38. D. Maier, Solid State Commun. 2002, 122, 565.
39. Y. C. Lan, B. Poudel, Y. Ma, D. Z. Wang, M. S. Dresselhaus, G. Chen, Z. F. Ren, Nano Lett. 2009, 9, 1419.
40. D. L. Medlin, Q. M. Ramasse, C. D. Spataru, N. Y. C. Yang, J. Appl. Phys. 2010, 108, 043517.
41. Y. Wang, J. H. Gao, H. J. Wu, S. Yang, X. D. Ding, D. Wang, X. B. Ren, Y. Z. Wang, X. P. Song, J. R. Gao, Sci. Rep. 2014, 4, 3995.
42. A. Galiyeva, R. Kaibyshev, G. Gottstein, Acta Mater. 2001, 49, 1199.
43. K. Termentzidis, O. Pokropyvnyy, M. Woda, S. Xiong, Y. Chumakov, P. Cortona, S. Volz, J. Appl. Phys. 2013, 113, 4431.
44. T. J. Zhu, C. G. Fu, H. H. Xie, Y. T. Liu, B. Feng, J. Xie, X. B. Zhao, Europhys. Lett. 2013, 104, 46003.
45. T. J. Zhu, H. L. Gao, Y. Chen, X. B. Zhao, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 3251.
46. X. H. Liu, T. J. Zhu, H. Wang, L. P. Hu, H. H. Xie, G. Y. Jiang, G. J. Snyder, X. B. Zhao, Adv. Energy Mater. 2013, 3, 1238.
47. U. Birkholz, Z. Naturforsch. A 1958, 13, 780.
48. W. J. Xie, J. He, S. Zhu, T. Holgate, S. Y. Wang, X. F. Tang, Q. J. Zhang, T. M. Tritt, J. Mater. Res. 2011, 26, 1791.