Enhanced thermoelectric power factor of p-type Mg3Sb2 via co-doping of Si and Fe

Authors

  • Mạc Trung Kiên
  • Tạ Thị Thu
  • Nguyễn Hữu Tuân
  • Trần Đăng Thành
  • Dương Anh Tuấn

Keywords:

semiconductor; co-doping; Mg3Sb2; thermoelectric

Abstract

Mg3Sb2-based Zintl compounds are well known as intrinsic p-type narrow bandgap semiconductors which can be considered as promising candidates because of their non-toxic and inexpensive elements. In this study, Mg3Sb2 compounds doped with Si and co-doped with Fe and Si have been successfully prepared by the solid phase reaction method (Combination of high-energy ball milling, hot pressing, and sintering). The thermoelectric properties of Si-doped and (Fe, Si) co-doped on the Sb sites of Mg3Sb2 compounds were investigated in the temperature range of 300-673K. The secondary phases of SiSb3 and FeSb were found in the doping samples. The thermoelectric results showed that the electrical conductivity strongly increased in the Si-doped sample, while the additional Fe doping further enhanced the Seebeck coefficient compared to the undoped   Mg3Sb2 sample. The highest power factor value was observed in the co-doped Fe, Si sample. The maximum value of the power factor in Mg3Sb1.4Fe0.5Si0.1 was 1.8 Wcm-1K-2 at 673K, which is around ~ 2.2 times higher than that of the undoped sample.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

  • Mạc Trung Kiên

    Trường Đại học Phenikaa, Yên Nghĩa, Hà Đông, Hà Nội, Việt Nam
    Viện nghiên cứu và công nghệ Phenikaa, Yên Nghĩa, Hà Đông, Hà Nội, Việt Nam

  • Tạ Thị Thu

    Trường Đại học Phenikaa, Yên Nghĩa, Hà Đông, Hà Nội, Việt Nam
    Viện nghiên cứu và công nghệ Phenikaa, Yên Nghĩa, Hà Đông, Hà Nội, Việt Nam

  • Nguyễn Hữu Tuân

    Trường Đại học Phenikaa, Yên Nghĩa, Hà Đông, Hà Nội, Việt Nam
    Viện nghiên cứu và công nghệ Phenikaa, Yên Nghĩa, Hà Đông, Hà Nội, Việt Nam

  • Trần Đăng Thành

    Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và công nghệ Việt Nam, Hà Nội, Việt Nam

  • Dương Anh Tuấn

    Trường Đại học Phenikaa, Yên Nghĩa, Hà Đông, Hà Nội, Việt Nam
    Viện nghiên cứu và công nghệ Phenikaa, Yên Nghĩa, Hà Đông, Hà Nội, Việt Nam

Published

2022-11-28

Issue

Section

Bài viết