9年9篇！北航赵立东教授课题组再发《Science》！

热电冷却技术在智能电子中的精确温度控制等过程中具有重要应用。目前使用的碲化铋（Bi2Te3）基冷却器受到Te稀缺和冷却能力不理想的限制。

日前，北京航空航天大学材料科学与工程学院赵立东教授课题组报道了通过网格设计策略消除晶格空位是如何将PbSe从用作中温发电机转变为热电冷却器的。在室温下，基于n型PbSe和p型SnSe的七对器件产生了约73开氏的最大冷却温差，发电效率接近11.2%，这归因于功率因数>52微瓦/厘米/平方开尔文，这是通过提高载流子迁移率实现的。该为基于地球丰富的无碲硒化物化合物的热电冷却的商业应用提供了一条途径。相关成果以题为Grid-plainification enables medium-temperature PbSe thermoelectrics to cool better than Bi2Te3发表在最新一期Science。据悉，这也是赵老师自2015年以来发表的第9篇Science。

论文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adk9589

热电冷却是一种有吸引力的固态方法，但目前它依赖于资源有限的碲基材料。本研究基于提出的“栅格化”策略和“晶格素化”概念，通过调控N型PbSe晶体中的本征缺陷，改善了载流子迁移率，实现了高效率电子制冷。研究发现一种相对简单的硒化铅基材料，该材料具有诱人的冷却潜力；在这些组合物中，向系统中添加额外的铅有助于填补空位，从而提高热电效率。通过将这种材料与硒化锡配对，作者构建了一种具有相对吸引力的冷却装置，并展示了无碲冷却的潜力。

图1. (A) Peltier电子制冷示意图；(B)精准控温装置

图2. 通过Pb空位自补偿实现载流子迁移率的大幅提升

图3. 添加0.08 mol% Cu的PbSe和Pb1.004Se晶体的微观结构表征

图3. 发电效率对比图、制冷温差对比

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