转自碳谷
热电冷却器在多种应用中具有重要作用，但商业化材料通常依赖于稀有或有毒元素。本文开发了一种基于锡硫化物（SnS）的材料，具有高热电效率，适用于室温范围。作者通过对四个价带进行对准，改善了在构建冷却设备所需温度下的电学性能。该方法使得最大冷却温差接近50 K，表明这种地球丰富的材料在冷却应用中具有潜力。——Brent Grocholski
摘要
热电材料的应用受到其组成元素稀缺性的限制，尤其是碲化物。地球丰富的宽带隙（Eg ≈ 46 kBT）锡硫化物（SnS）在其晶体形式中表现出了有希望的性能。
为此，北京航空航天大学赵立东教授团队、常诚、秦炳超联合北大国防科技创新研究院常超等通过促进四个价带的能量和动量收敛，称为四重带协同效应（quadruple-band synglisis），提高了SnS晶体的热电效率。
作者通过引入更多的锡空位来激活四重带协同效应，并通过在硒（Se）合金化SnS中诱导SnS2来促进载流子的传输，从而在300开尔文时获得了约1.0的高无量纲优值（ZT），并在300到773开尔文范围内获得了约1.3的平均ZT。
作者进一步获得了约6.5%的实验效率，并且作者制造的冷却器在353开尔文时显示出了最大冷却温差约为48.4开尔文。作者的观察结果应当引起人们对地球丰富的SnS晶体在废热回收和热电冷却应用中的关注。
