李佳书，胡志强，郝洪顺，秦艺颖，李亚玮

（大连工业大学 纺织与材料工程学院，新能源材料实验室，辽宁 大连 116034）

Na/Cu双掺杂对Ca3Co4O9热电材料性能的影响

李佳书，胡志强，郝洪顺，秦艺颖，李亚玮

（大连工业大学 纺织与材料工程学院，新能源材料实验室，辽宁 大连 116034）

利用溶胶-凝胶法制备掺Na/Cu的Ca3CO4O9热电材料，通过XRD、SEM、气孔率对样品进行表征，研究Na/Cu的掺量对试样的电阻率、塞贝克系数和功率因子的影响。结果表明，双掺之后的XRD图谱与标准JCPDS图谱保持一致，没有引进新的杂质；通过双掺样品的致密性提高，电阻率大幅降低；随着温度增加，电阻率随之降低，Seebeck系数增大，功率因子增大，热电性能得到提高，在1050 K时，(Na0.1Ca0.9)3(Co0.9Cu0.1)4O9试样的功率因子最高达到448 μW/mK2。

Na-Cu双掺；Ca3Co4O9；热电材料；电阻率；Seebeck系数

0　引 言

热电材料是一种能将热能与电能相互转化的新型半导体材料，在航天，太阳能等领域有着广泛的应用。钴酸钙是热电材料中的一种，由于其抗氧化性能好，热稳定性好，无毒性，性能优越而受到很多人的广泛关注[1]。钴酸钙为单斜晶系，为层状结构，由绝缘层Ca2CoO3和导电层CoO2沿着c轴交替排列而成[2]，在Ca2CoO3中，Ca-O与Co-O都是以离子键的形式排列而成的，不能提供导电电子，只作为绝缘层以降低材料的热导率，CoO2层为八面体结构，CoO2层作为导电层提供空穴。热电效应是由电流引起的可逆热效应和温差引起的电效应的总称，包括Seebeck效应，Peltier效应，Thomoson效应[3]。衡量热电材料性能的一个重要指标是Z(热电优值)=S2σ/λ[4]，式中S热电材料为塞贝克系数，σ为材料的电导率，λ为热导率，S2σ为材料的功率因子P，功率因子可以用来衡量热电材料性能的好坏，功率因子越大，热电性能越好。……