Publication detail

Thermoelectric properties and stability of Tl-doped SnS

Year: 2019

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Journal of Alloys and Compounds

Publisher name: Elsevier Science SA

Place: Lausanne

Page from-to: "151902-1"-"151902-9"

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Termoelektrické vlastnosti a stabilita Tl-dopovaného SnS	Sulfid cínatý (SnS) je analogem selenidu cínatého (SnSe) a je slibným termoelektrickým materiálem. Stále však nebylo dosaženo stabilního a efektivního dopování této sloučeniny. Podle našich pozorování je tomu tak hlavně kvůli velmi nízké rovnovážné rozpustnosti dopantů a tvorbě cizích fází, což je také důležitý problém pro fotovoltaické (PV) aplikace. Dosažením rozumné (60%) dopovací účinnosti thalia (Tl) v kationtové podmřížce SnSe, zkoumali jsme stejné dopování v případě SnS. Byly připraveny za tepla lisované polykrystalické (PC) vzorky spolu s jejich monokrystalickými (SC) protějšky. Vzorky byly vyšetřeny na přítomnost cizích fází rentgenovou difrakcí (XRD) a energiově-dispersní spektroskopií (EDS). Termická stabilita byla stanovena termogravimetrickou analýzou (TGA). Měření Seebeckova a Hallova koeficientu a elektrické a tepelné vodivost byla provedena v teplotním rozsahu 80-775 K. Experimenty naznačily velmi nízkou rozpustnost Tl (≈0,1%). Mírné dopování Tl vedlo k podstatnému zlepšení termoelektrické účinnosti (ZT) SnS a ke zlepšení kvality krystalů z hlediska pohyblivosti nositelů. Zjistili jsme však, že pokusy připravit materiál a vysokou koncentrací Tl nebo vyšetření vzorků při teplotách nad 600 K vedly k chemické nestabilitě.	Sulfid cínatý; Termoelektrický materiál; Růst krystalu; Dopování
eng	Thermoelectric properties and stability of Tl-doped SnS	Tin sulfide (SnS) is an analog of tin selenide (SnSe) and is a promising thermoelectric material. However, a stable and effective doping of this compound has still not been achieved. According to our observations, this is mainly due to the very low equilibrium solubility of dopants and formation of extraneous phases, which is also an important issue for photovoltaic (PV) applications. Achieving a reasonable (60%) doping efficiency of thallium (Tl) in a cation sublattice of SnSe, we explored the same doping for SnS. Hot-pressed polycrystalline (PC) samples were prepared along with their single-crystalline (SC) counterparts. Samples were examined for extraneous phases by X-ray diffraction (XRD), and energy-dispersive spectroscopy (EDS). Thermal stability was determined by thermogravimetric analysis (TGA). Measurements of the Seebeck and Hall coefficient, and electrical and thermal conductivity were conducted over a temperature range of 80-775 K. The experiments suggested a very low solubility of Tl ( approximate to 0.1%). Slight Tl doping resulted in a substantial improvement of the thermoelectric efficiency (ZT) of SnS and enhanced crystal quality in terms of carrier mobility. We found, however, that attempts to prepare material with a high concentration of Tl or the examination of samples at temperatures above 600 K led to chemical instability. (C) 2019 Elsevier B.V. All rights reserved.	Tin sulfide; Thermoelectric materials; Crystal growth; Doping

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links