P型铅硫族化物具有优异的热电性能，因为它们具有几个价带的能量会聚。然而，尽管它们存在两个导带，但由于它们之间的巨大能量差异，使得有关n型对应物导带（CB）会聚的报道比较稀少。近日，福州大学Luo Zhongzhen、西北大学Mercouri G. Kanatzidis利用GaSb掺杂促进n型PbS中导带会聚并改善热电性能。

本文要点：

1) PbS由于其含量丰富和成本低廉，是铅硫族化物中极具潜力的材料。作者发现引入的GaSb可以成功地掺杂到PbS基质，其中Ga和Sb原子占据其岩盐结构中的Pb位置。GaSb掺杂导致n型PbS的导带会聚和有效态质量密度增大。

2) 该效应产生软声子模式和点缺陷散射引起的优异功率因数和降低晶格热导率。因此，其平均功率因数PF_avg约为20.4 mWcm⁻¹K⁻²，并且在400 K至923 K的温度范围内具有约0.84的品质因数ZT_avg，这高于任何n型和p型PbS基热电材料。

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Chen Zixuan et.al GaSb Doping Facilitates Conduction Band Convergence and Improves Thermoelectric Performance in n-type PbS EES 2023

DOI: 10.1039/D3EE00183K

https://doi.org/10.1039/D3EE00183K