浙江大学王伟烈Adv Sci综述：卤化物钙钛矿热传输特性的最新进展及其在热电学方面的潜力和挑战

卤化物钙钛矿已成为一种新型半导体材料，在光电领域得到广泛应用。作为光伏材料，它表现出独特的优势，包括高吸收系数、低陷阱密度、带隙可调性、高光致发光量子产率和低成本处理技术。卤化物钙钛矿具有超低的热导率、良好的迁移率和电荷载流子的可调性，并被视为一种在未来热电产业中极具竞争力的材料。浙江大学王伟烈教授等人综述了卤化物钙钛矿热传输特性的最新进展及其在热电学方面的潜力和挑战。

 

近日，浙江大学王伟烈（Ong Wee Liat）教授课题组与阿布杜拉国王科技大学Derya Baran教授课题组开展合作，对卤化物钙钛矿热传输的最新进展及其在热电学方面的潜力和挑战进行了综述。该综述论文以“Halide Perovskites: Thermal Transport and Prospects for Thermoelectricity”为题，发表在Advanced Science期刊上。该项研究得到了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金和中央高校基本科研业务费专项资金的资助。该文通讯作者为浙江大学-伊利诺伊大学厄巴纳香槟分校、浙江大学能源工程学院与能源清洁利用国家重点实验室王伟烈副教授。

 

作者阐明了卤化物钙钛矿的低热导率是由小分子散射声子所导致；

图1. 多晶和单晶卤化物钙钛矿的热导率和电阻随温度变化的趋势 

卤化物钙钛矿组成成分对其热导率的影响；

图2. 单晶卤化物钙钛矿的热导率及其和声速的关系 

使用声子及非声子的分析框架来更深层理解卤化物钙钛矿的导热机制；

图3. 卤化物钙钛矿的声子图

 

理解卤化物钙钛矿中的热传输对于创建有效的散热方案并确定其他与热相关的特性（如热光系数，热载流子冷却和热电效率等）至关重要。

 

文中，作者重点介绍了基于杂化钛矿的热电学最新工作以及其未来可行性的理论预测。讨论了掺杂使用光和化学来调节基于卤化物钙钛矿的热电性质的进展。此外，还重点介绍了克服钙钛矿热电限制因素的策略及其前景。

图4. 卤化物钙钛矿的电阻、热电势和电导率

 

王伟烈副教授的主页连接：

https://person.zju.edu.cn/owl

文章原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201903389