In掺杂对Cu_2SnS_3结构和电输运性能的影响

通过固相合成法制备In掺杂p型Cu_2SnS_3的致密块体Cu_2Sn_(1-x)In_xS_3,考察其晶体结构和电输运特性。结果表明:In置换Sn引入空穴极大地提高电导率,且增加价带顶的简并度(三重),进而得到合适的赛贝克系数。x=0.20时Cu_2Sn_(0.8)In_(0.2_S_3的功率因子在673 K时达到0.75 mW/(m·K~2)。随着In掺杂量的增大,Cu_2SnS_3的晶体结构从有序的单斜相向无序的立方相和四方相结构转变,有效地抑制声子传播。利用理论最低晶格热导和Wiedemann-Franz定律计算的电子热导估算量纲为1的热电优值(ZT),在673 K时Cu_2Sn_(0.8)Zn_(0.2)S_3的ZT高达0.8,显示Cu_2SnS_3作为新型环保型热电材料的巨大潜力。