塞贝克系数/电阻测量系统-ZEM

                塞贝克系数/电阻测量系统-ZEM

                日本Advance Riko公司推出的塞贝克系数/电阻测量系统可实现对金属或半导体材料的热电性能的评估。作为ZEM的特点,塞贝克系数(seebeck)和电阻都可以用一种仪器来测量。该系统可用于对于半导体,陶瓷材料,金属材料等多种材料的热电性能分析。


                ZEM-3设备特点

                +  拥有温度精确控制的红外金面加热炉和控制温差的微型加热器;

                +  测量是由计算机控制的,并且能够在指定的温度下执行测量,并允许自动测量消除背底电动势;

                +  欧姆接触自动检测功能(V-I图);

                +  可以用适配器来测量薄膜;

                +  可定制高阻型。

                ZEM-3工作原理



                ZEM-3基本参数

                型号:            ZEM-3M8    |   ZEM-3M10   

                温度范围:       50-800℃    |   50-1000℃

                样品大小:方形2-4mm*6-22mmL 或者 圆形φ2-4mm*6-22mmL

                加热方式:红外加热   

                气氛:高纯氦气(99.999%) 

                样品温差:MAX.50℃ 

                测量方式:电脑全自动测量

                ZEM-3设备结构




                ZEM-3样品腔结构


                ZEM-3可选功能


                1. 薄膜测量选件


                2.低温选件(温度范围-100℃到200℃)

                 

                3.高阻选件(最高到10MΩ)

                ■  原子有序性增强导致AgSbTe2中的高热电性能


                南方科技大学何佳清课题组《原子有序性增强导致AgSbTe2中的高热电性能》:此工作中AgSbTe2的塞贝克系数与电阻率均使用ZEM-3测得。参考文献:Roychowdhury et al., Science 371, 722–727 (2021)



                ■  p型SnSe晶体室温附近的电传输性能研究


                近日,北京航空航天大学材料科学与工程学院赵立东教授团队与南方科技大学、清华大学及武汉理工大学的科研团队合作,通过掺杂Pb,显著提高了p型SnSe晶体室温附近的电传输性能。该工作以《Power generation and thermoelectric cooling enabled by momentum and energy multiband alignments》为题目发表在《Science》上。


                以往研究中,多选用窄带隙或半金属材料作为热电制冷材料,赵立东教授课题组则主要开发宽带隙热电材料,利用各向异性调和电输运与热输运的矛盾。该研究通过在动量空间和能量空间同时作用的多价带协同传输策略,实现了p型SnSe晶体热电性能的显著提升;并制备了基于SnSe晶体材料的热电器件,测试其温差发电性能(最大发电量及功率),还实现了大温差的电子制冷。这一研究表明SnSe基晶体材料在温差发电和电子制冷方面有巨大潜力,使用p型SnSe晶体制备的器件,其制冷性能达到了使用传统BiTe基材料商用器件的70%(210K温差下),但SnSe基热电材料具有成本低、重量轻且储量更加丰富等优势,具备十分巨大的应用价值。

                以上工作中,材料的电导率、塞贝克系数使用日本Advance Riko公司生产的塞贝克系数/电阻测量系统ZEM-3测得,热电转换器件(TEG)的发电量、输出功率及热电转换效率使用日本Advance Riko公司生产的热电转换效率测量系统PEM-2测得。



                使用ZEM-3测量GeTe基热电材料高温热电性能(J. Mater. Chem. A, 2020,8, 11370-11380



                烧结P型Si80Ge20塞贝克系数及电阻率测量结果

                1. H. Zhuang et al. / Adv. Funct. Mater. 2021, 2009681

                2. C. Liu et al. / Nano Energy 89 (2021) 106380

                3. B. Jabar et al. / Nature Communications (2021) 12:7192

                4. Y. Wang et al. / Adv. Energy Mater. 2020, 2001945

                5. Z. Ge et al. / Chemical Engineering Journal 2020, 126407

                6. J. He et al. / Energy Environ. Sci., 2020,13, 2106-2114

                7. Y. Takagiwa et al. / ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 43, 48804–48810

                8. L. Zhao et al. / Adv. Energy Mater. 2019, 9, 1901334.

                清华大学

                中国科学技术大学

                上海交通大学

                复旦大学

                南方科技大学

                武汉理工大学

                中国科学院上海硅酸盐研究所

                中国科学院大连化学物理研究所

                ......

                高性能热电材料/器件性能测量与表征系列



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