尽管最近在开发多样化、尖端的高性能热电(TE)材料方面取得了显着进展，但传统的Bi2Te3基合金在室温下仍然保持着最特殊的TE材料的地位。Bi2Te3基合金优异的TE性能主要归因于其独特的特性。具体来说，它们的高塞贝克系数 (S)源于其导带和价带内的异常对称性，这些带和价带具有六个简并能谷。此外，这些合金的高载流子迁移率(μ)和电导率(σ)可以追溯到其组成元素之间的最小电负性差异。此外，它们的低晶格热导率(κlatt)是由于Bi和Te等重元素的存在。然而，与P型 (Bi, Sb)2Te3合金相比，N型Bi2(Te, Se)3合金通常表现出较差的TE性能。这种显着差异对同时依赖P型和N型Bi2Te3基P型和N型Bi2Te3桥臂的TE器件的实际应用提出了重大挑战。因此，大量的研究工作集中在通过各种策略提高N型Bi2(Te, Se)3化合物的 zT 值，例如缺陷工程、纹理化和纳米结构。尽管如此，优化N型Bi2(Te, Se)3化合物的 TE 性能仍然是一项艰巨的任务，这主要是由于缺乏能够有利地调节电子和声子传输性能的有效掺杂剂和合金剂。

　　立方黄铁矿的通式为MX2，其中M可以是第8-12族的过渡金属，X是硫属元素，包含特征二价阴离子单元和八面体配位阳离子。黄铁矿的多样性、多功能性和可调节性使其对从光伏到能源存储和发电等广泛应用极具吸引力。最近，在热电研究领域，发现黄铁矿CoSe2的添加可以有效降低SnSe、PbTe和PbSe基TE材料的晶格热导率。即使当CoSe2没有与基体完全合金化时，其极低的κ值在抑制声子输运性能方面也发挥着积极作用。这种效应主要归因于CoSe2的大量界面和随机超顺磁畴跃迁的产生。

　　为了进一步研究CoSe2对其他热电材料的影响，合成了一系列Bi2Te2.7Se0.3-x mol%CoSe2 (x = 0, 1, 2, 3)化合物并分析了它们的热电性能。结果表明，CoSe2与基体发生原位反应，导致基体中的Te元素被CoSe2中的Se元素取代，该过程产生了CoTe2杂质相。值得注意的是，这种原位反应增加了基质中的Se含量，特别是在Bi2Te2.7Se0.3和CoTe2之间的界面处。CoSe2的引入导致σ和S同时增强，并且S2σ（功率因数，缩写为PF）更高。这种改进与细化的微观结构和二次相CoTe2引起的附加磁散射密切相关。此外，CoSe2添加引入的点缺陷和界面会散射声子，从而降低 κlatt。因此，Bi2Te2.7Se0.3-3 mol% CoSe2样品在423 K下获得了相对较高的 zT (~0.85)，与原始Bi2Te2.7Se0.3材料相比提高了70%。这些发现凸显了黄铁矿型材料CoSe2作为一种有前景的添加剂的潜力，可增强 Bi2Te2.7Se0.3基材料的 TE 性能。这项成果发表在《Journal of Alloys and Compounds》。

　　在这项工作中，研究了添加黄铁矿CoSe2的N型Bi2Te2.7Se0.3的热电(TE)性能。研究结果揭示了 SPS 过程中Bi2Te2.7Se0.3和CoSe2之间的原位反应，导致形成第二相 CoTe2，从而细化了Bi2Te2.7Se0.3的微观结构。因此，Bi2Te2.7Se0.3的电导率和塞贝克系数同时得到优化，在室温下获得了30.2 μW cm−1 K−2的较高功率因数。此外，由于平均声速和声子平均自由程降低，CoSe2的掺入抑制了 Bi2Te2.7Se0.3的晶格热导率。此外，双极热导率在高温下也受到轻微抑制。最终，添加 3 mol% CoSe2的 N 型Bi2Te2.7Se0.3在 423 K 下实现了 0.85 的PF，ZT达到了0.85，与原始样品相比提高了1.7倍。

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