【引言】
热电材料能够在全固态中实现热能和电能的相互转换，有望解决能源问题。TE材料的效率以无量纲热电优值为特征，该优值由塞贝克系数、电导率和热导率贡献。热导率由晶格热导率和电导率组成。通常，电性能，即功率因数，可以通过载流子浓度来提高，也可以通过能带结构工程来提高。作为唯一相对独立的材料参数，低晶格热导率可以通过各种方法来实现，包括故意产生的点缺陷，全尺度层次结构、纳米结构、低声速和晶格非谐性。
【成果介绍】
SnTe作为PbTe的无铅类似物，由于其固有的Sn空位引起的高空穴浓度和高导热性，其热电性能有限。在此，我们展示了通过NaBiTe2合金化显著改善p型SnTe的热电性能，通过该合金化同时实现了载流子浓度优化、能带结构工程和热导率降低。使用商用仪器（Linseis，LSR-3）测量电导率（σ）和塞贝克系数（S）。基于单抛物线带模型的输运系数分析证实了带修正。SnTe-NaBiTe2固溶体的低晶格热导率归因于点缺陷散射。因此，在标称成分为（SnTe）0.96（NaBiTe2）0.04的样品中，在834 K时，zT值达到~1.1。
【图文导读】
图1：（a）（SnTe）1-x（NaBiTe2）x（x=0,0.01,0.02,0.03,0.04和0.05）的粉末XRD图谱和（b）Rietveld精炼结果
图2：（a） （SnTe）1-x（NaBiTe2）x样品电导率σ的温度依赖性；（b） 室温下相对于NaBiTe2浓度的载流子浓度PH和载流子迁移率μH；（c） 塞贝克系数S的温度依赖性；（d）室温下的Pisarenko图。
图3：（a） （SnTe）1-x（NaBiTe2）x（x=0,0.01,0.02,0.03,0.04和0.05）样品功率因数的温度依赖性；（b） 我们的研究和其他研究在823K时的输运系数。
图4：（a） 总导热系数的温度依赖性；（b） （SnTe）1-x（NaBiTe2）x（x=0,0.01,0.02,0.03,0.04和0.05）样品的晶格热导率；（c） 室温下晶格热导率作为x的函数。灰色虚线表示根据Debye–Callaway模型和（d）作为温度函数的热电优值（ZT）预测晶格热导率。
【结论】
（SnTe）1-x（NaBiTe2）x（x=0,0.01,0.02,0.03,0.04和0.05）样品通过简单的真空密封管熔融反应合成。将SnTe与NaBiTe2合金化可以自发地实现载流子浓度的降低和能带结构的改变，从而提高电输运性能。此外，合金化还通过点缺陷散射显著抑制晶格热导率。NaBiTe2合金化在SnTe中的这些多重有益结果在834 K时产生了~1.1的高热电优值，与相同温度下的原始SnTe相比提高了88%。我们的结果表明，合适的三元化合物可以同时调节耦合热电参数，从而调节SnTe的热电性能。通过进一步结合其他最先进的方法，基于该方法，预计zT值会高得多。
