طراحی نانو نوارهای فسفرن سیاه دارای خط نقص توسعه یافته جهت کاربرد در ژنراتورهای ترموالکتریکی

امروزه، ژنراتورهای ترموالکتریکی به عنوان مبدل‌های انرژی پاک جهت تبدیل انرژی گرمایی تلفاتی به انرژی الکتریکی، بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. در این مطالعه به کمک تئوری تابعی چگالی و به کارگیری روابط لاندائور، پارامترهای موثر در کارایی ترموالکتریکی نانو نوارهای فسفرن سیاه مورد محاسبه و ارزیابی قرار گرفته‌اند. نتایج نشان می‌دهند که با اضافه کردن خط نقص توسعه یافته می‌توان باندهایی در محدوده شکاف باند انرژی ایجاد کرد. این باندها می‌توانند خصوصیات ترموالکتریکی را به شدت تغییر دهند. در نیمه هادی‌های نوع p در کل محدوده دمایی مورد مطالعه و در نیمه هادی‌های نوع n در دماهای بالا، ضریب شایستگی ترموالکتریکی در ساختار شامل خط نقص توسعه یافته از ساختار بدون نقص بیشتر است. طبق نتایج به دست آمده، ضریب شایستگی ترموالکتریکی میانگین برای ماژول ترموالکتریکی شامل قطعات نیمه هادی نوع n و نوع p در ساختار با خط نقص توسعه یافته با بیش از 30 درصد افزایش نسبت به ساختار بدون نقص به مقدار تقریبی 44/4 می‌رسد.