JACS: CsSnBr3-xIx钙钛矿可作为潜在的热电材料

坡肉先生

2020-04-23

由于卤化物钙钛矿具有非凡的电荷传输和光电特性，因此有望影响下一代高性能太阳能电池。然而，它们的热传输行为却鲜有报道。美国西北大学Mercouri G. Kanatzidis等人研究了CsSnBr_3-xI_x钙钛矿的热传递和热电性质。

本文要点：

1) 研究发现，CsSnBr_3-xI_x系列的晶格动力学与超低热导率（在550 K时达到0.32 Wm^-1K^-1）之间具有很强的相关性。CsSnBr_3-xI_x还具有较好的塞贝克系数和可控的电传输性质。

2）晶体学数据和理论计算表明，Cs原子偏离了钙钛矿笼形结构所理想的立方八面体几何形状，并表现为重原子颤振振荡器。Cs的这种偏心趋势以及SnX₆（X = Br或I）八面体的变形，在CsSnBr_3-xI_x中产生了高度动态且无序的结构，从而导致非常低的德拜温度和声子速度。

3）此外，低温热容数据表明，低频光学声子与载热声子之间存在强耦合。这会引起强烈的声子共振散射，从而导致CsSnBr_3-xI_x的超低晶格热导率。

Hongyao Xie et al, All-inorganic halide perovskites as potential thermoelectric materials: Dynamic cation off-centering induces ultralow thermal conductivity, J. Am. Chem. Soc. 2020.

DOI：10.1021/jacs.0c03427.

https://doi.org/10.1021/jacs.0c03427