Doping-mediated stabilization of copper vacancies to promote thermoelectric properties of Cu2−xS
Zhang, Yu (Institut de Recerca en Energia de Catalunya)
Xing, Congcong (Institut de Recerca en Energia de Catalunya)
Liu, Yu (Institute of Science and Technology Austria)
Spadaro, Maria Chiara (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Wang, Xiang (Institut de Recerca en Energia de Catalunya)
Li, Mengyao (Institut de Recerca en Energia de Catalunya)
Xiao, Ke (Institut de Recerca en Energia de Catalunya)
Zhang, Ting (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Guardia, Pablo (Institut de Recerca en Energia de Catalunya)
Lim, Khak Ho (Institute of Zhejiang University)
Moghaddam, Ahmad Ostovari (South Ural State University)
Llorca, Jordi (Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Química)
Arbiol i Cobos, Jordi (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Ibáñez, Maria (Institute of Science and Technology Austria)
Cabot, Andreu (Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats)

Fecha:	2021
Resumen:	Copper chalcogenides are outstanding thermoelectric materials for applications in the medium-high temperature range. Among different chalcogenides, while CuSe is characterized by higher thermoelectric figures of merit, CuS provides advantages in terms of low cost and element abundance. In the present work, we investigate the effect of different dopants to enhance the CuS performance and also its thermal stability. Among the tested options, Pb-doped CuS shows the highest improvement in stability against sulfur volatilization. Additionally, Pb incorporation allows tuning charge carrier concentration, which enables a significant improvement of the power factor. We demonstrate here that the introduction of an optimal additive amount of just 0. 3% results in a threefold increase of the power factor in the middle-temperature range (500-800 K) and a record dimensionless thermoelectric figure of merit above 2 at 880 K.
Ayudas:	European Commission 754510 European Commission 754411 Ministerio de Ciencia e Innovación RTI2018-102006-J-I00 Ministerio de Economía y Competitividad ENE2017-85087-C3 Ministerio de Economía y Competitividad SEV-2017-0706 Ministerio de Economía y Competitividad ENE2016-77798-C4-3-R Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2017/SGR-327
Nota:	A la versió preprint no hi ha els autors Khak Ho Lim i Jordi Llorca
Nota:	Altres ajuts: ICN2 is funded by the CERCA program/Generalitat de Catalunya. Part of the present work has been performed in the framework of Universitat Autònoma de Barcelona Materials Science Ph.D. program. P.G. acknowledges financial support through the TecnioSpring+ Marie Sklodowska-Curie action TECSPR16-1-0082
Derechos:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, i la comunicació pública de l'obra, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original. No es permet la creació d'obres derivades.
Lengua:	Anglès
Documento:	Article ; recerca ; Versió sotmesa a revisió
Materia:	Copper sulfide ; Charge transport ; Vacancies ; Thermoelectricity ; Nanocrystal
Publicado en:	Nano Energy, Vol. 85 (July 2021) , art. 105991, ISSN 2211-2855

DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.105991

Preprint 25 p, 2.4 MB

El registro aparece en las colecciones:
Documentos de investigación > Documentos de los grupos de investigación de la UAB > Centros y grupos de investigación (producción científica) > Ciencias > Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)
Artículos > Artículos de investigación
Artículos > Artículos publicados