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摘要
热电技术可以实现热能与电能的相互转换,其开发利用对于缓解能源危机具有重要意义.近10年来,SnSe因其潜在的高能量转换效率、绿色环保和低成本特性而备受关注.但SnSe的固有载流子浓度低(约1017 cm-3),导致其功率因子偏低,从而限制了SnSe基器件的输出功率密度.因此,探索新的载流子浓度优化策略对于SnSe的应用至关重要.此外,与三维块体相比,二维薄膜更易和现代半导体工艺相兼容,在热电微纳米器件的构筑和应用方面具有独特优势.本文报道了一种利用非原位硒化技术,通过电荷转移和自空穴掺杂效应来优化a轴取向SnSe基薄膜的载流子浓度.当硒化时间为20 min时,薄膜载流子浓度可提高至1018 cm-3数量级,形成了准层状的自空穴掺杂SnSe基薄膜,其功率因子在600 K时达到了5.9 μW cm-1 K-2.由硒化处理的SnSe基取向薄膜构筑的热电发电机在50和90 K的温差下分别具有约83、838 μW cm-2的超高功率密度.非原位硒化技术可以有效提高SnSe基薄膜的载流子浓度,为其他热电材料性能优化提供了一种新策略.
