【摘 要】
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当今世界存在严重的能源危机,空气污染的日益严重与人类对于化石燃料的需求日益增多有着密切的关系,所以人类需要开发出一种无污染、制取方便的能源材料替代化石能源,热电材料因此进入了“候选区”。如今可以在中高温区有高热电优值（ZT）的热电材料基本由有毒有害或价格昂贵的原材料制备而成,因此高温稳定,制备简单的ZnO进入了大家的视野。但是ZnO作为热电材料存在着劣势,禁带宽度较大导致电性能差强人意,较大的热导
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当今世界存在严重的能源危机,空气污染的日益严重与人类对于化石燃料的需求日益增多有着密切的关系,所以人类需要开发出一种无污染、制取方便的能源材料替代化石能源,热电材料因此进入了“候选区”。如今可以在中高温区有高热电优值（ZT）的热电材料基本由有毒有害或价格昂贵的原材料制备而成,因此高温稳定,制备简单的ZnO进入了大家的视野。但是ZnO作为热电材料存在着劣势,禁带宽度较大导致电性能差强人意,较大的热导率也同样使得ZT值低下。本文通过溶液法结合微波烧结技术制备ZnO和ZnO/ZnS异质结构热电陶瓷,以期待可以综合改善ZnO的热电性能。（1）首先分别采用水热法和沉淀法合成ZnO粉体,两种方法合成粉体的颗粒度分别为～145 nm和45 nm,将合成的粉体分别在空气和氩气两种气氛下进行微波烧结,烧结条件均为1000℃,保温60 min。水热法合成的ZnO粉体在空气和氩气中烧结后的相对密度分别是85.8%和75.6%,沉淀法合成的ZnO粉体在两种气氛中烧结后的相对密度分别是83.3%和75.2%。由于空气中烧结导致氧空位浓度下降,两种方法合成的ZnO烧结试样均无法测试出电性能,而在氩气气氛下水热法和沉淀法合成粉体的烧结试样在900 K时的ZT值分别为0.2和0.17。（2）将水热法合成的ZnO粉体与硫代乙酰胺（TAA）通过置换反应获得ZnO/ZnS异质结构,改变TAA的用量调整ZnS与ZnO的相对量,硫氧原子比例为5%时,获得的烧结试样的热导率在900 K时为1.44 Wm-1K-1;最终,而硫氧原子比为5%的烧结试样在900 K时获得最大ZT值为1.77。（3）为了探究粉体ZnO颗粒度对于最终样品性能的影响,将使用沉淀法合成的ZnO粉体与TAA反应制备ZnO/ZnS异质结构。由于沉淀法合成的ZnO粉体颗粒度小、比表面积更大,形成合适ZnS层所需要的TAA浓度更小,所以选择的硫氧原子比变为0.1%～0.5%。同时由于烧结后的晶粒更小,产生了更多的晶界,造成了更多的声子散射,在900 K时硫氧原子比为0.5%的烧结试样的热导率为1.24 Wm-1K-1,ZT值为1.38。
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