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High temperature thermoelectric properties of CoSb3 skutterudites with PbTe inclusions

Authors :
Philippe Masschelein
Bertrand Lenoir
Anne Dauscher
C. Godart
Christophe Candolfi
C. Chubilleau
Emmanuel Guilmeau
Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux (LITEN)
Institut National de L'Energie Solaire (INES)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut Jean Lamour (IJL)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT)
Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA)
Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est (ICMPE)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
European Project: 500140,CMA
CEA-GRENOBLE
École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Journal of Materials Science, Journal of Materials Science, 2013, 48 (7), pp.2761-2766. ⟨10.1007/s10853-012-6891-3⟩, Journal of Materials Science, Springer Verlag, 2013, 48 (7), pp.2761-2766. ⟨10.1007/s10853-012-6891-3⟩
Publication Year :
2012
Publisher :
Springer Science and Business Media LLC, 2012.

Abstract

International audience; Nanostructured thermoelectric materials generally exhibit enhanced properties. PbTe-CoSb3 thermoelectric composites (0-8 wt% of PbTe) have been successfully prepared by freeze-drying nanoparticles of PbTe (6 nm in diameter, synthesized by laser fragmentation of micron-sized particles in water) with micron-sized skutterudite CoSb3 powders (around 5 µm in diameter, synthesized by powder metallurgy), followed by spark plasma sintering. X-ray diffraction analyses and scanning electron microscopy observations have been performed. Microstructures reveal an agglomeration of the PbTe particles at the grain boundaries of CoSb3. Electrical resistivity, thermopower, and thermal conductivity measurements have been performed in the 300-800 K temperature range. The composites exhibit n-type conduction whereas the reference CoSb3 skutterudite is p-type. This change of conduction mode is attributed to substitution of Sb for a minute amount of Te in the composites. The influence of both PbTe nanoparticules and Te on the thermoelectric properties is discussed in detail.

Details

ISSN :
15734803 and 00222461
Volume :
48
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Materials Science
Accession number :
edsair.doi.dedup.....252716e019b983a82efe9af9f36fac75
Full Text :
https://doi.org/10.1007/s10853-012-6891-3