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1、温差发电用BiCuSeO基热电材料的研究进展冯波李光强张城诚李亚伟贺铸樊希安武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室摘要：BiCuSeO基热电材料由于具冇较低的热导率和较高的Seebeck系数，热电性能优异，丑原料储藏丰富、价格低廉、安全无毒，被认为是一种具有潜在应用前景的新型热电转换材料。首先介绍了BiCuSeO基材料的晶体结构、电子结构、热电性能等基本特征，随后综述了近年来国内外关于BiCuSeO基热电材料的研宄进展，评述了提高其热电性能的手段，拈Na、Ag、Mg、Ca、S
2、r、Ba等低价元素掺杂,铜空位，双空位，带隙调整，晶粒细化，织构化和调制掺杂等。通过电热输运特性的协同调控，可使其ZT值从未掺杂样品的0.4左右提高到1.5。最后从实际应用的角度出发提出了今后BiCuSeO基热电材料的研宄方向及研宄重点。关键词：热电材料;氧硫族化合物;BiCuSeO;热电性能;作者简介：冯波：男，博士研究生，研究方向为BiCuSeO基热电材料作者简介：樊希安：男，教授，研允方向为热电材料与器件E-mail:groupfxa@163.com基金：国家自然科学基金面上项目(11074195:51674181)Reviewof
3、BiCuSeO-basedThermoelectricMaterialsforThermoelectricGenerationFENGBoLIGuangqiangZHANGChengchengLIYaweiHEZhuFANXi’anKeyLaboratoryforFerrousMetallurgyandResourcesUtilizationofMinistryofEducation，WuhanUniversityofScienceandTechnology;Abstract：BiCuSeObasedthermoelectricmater
4、ialwithlowthermalconductivity,highSeebeckcoefficientsandexcellentthermoelectricproperties,richrawmaterialstorage,safetyandnon-toxicity，areconsideredtobeanovelthermoelectricconversionmaterialwiththepotentialapplication.WefirstintroducedthebasiccharacteristicsofBiCuSeObased
5、compoundssuchasthecrystalstructure,electronicstructureandthermoelectricproperties,thenanalyzedthepreparationmethods,andreviewedthemeansofimprovingtheirthermoelectricpropertiesincludingthedopingoflow-valanceelementssuchasNa，Ag，Mg，Ca,Sr,Ba,Cudeficiencies,dualvacancies,bandg
6、aptuning,grainrefinement,texturingandmodulationdopingetc.ThehighestZTvaluehasbeenincreasedfrom4to1.5bytheco-regulationoftheelectric-thermaltransportcharacteristics.Finally,theresearchdirectionforfurtherimprovementofthethermoelectricpropertiesofBiCuSeObasedmaterialsissumm
7、arized.Keyword：thermoelectricmaterials;oxyselenides;BiCuSeO;thermoelectricproperties;0引言热电材料能够实现热能和电能的直接转化，在利用高温工业低品位余热和分散分布式余热进行温差发电方面具有较好的应用前景，已成为当前材料领域的研究热点。决定材料热电转化效率的关键参数“无量纲优值系数”可表示为(SO/K)T,式中:ZT为无量纲优值系数、S为塞災克系数、O为电导率、K为热导率。一种性能优良的热电材料应该满足足够人的塞贝克系数、高电导率和低热导率的要求。FI前，
8、技术较为成熟、性能较好的热电材料多为金属半导体合金，虽然其热电转换效率相对较高，但多数原材料价格昂贵，并且含有对人体有害的重金属。近年来，氧化物热电材料由于兵有抗氧化、耐高温、不含有毒化学元素
