Elevated thermoelectric figure of merit of n-type amorphous silicon by efficient electrical doping process

Banerjee, DebashreeUppsala universitet,Fasta tillståndets elektronik,CSIR, CEERI, Pilani 333031, Rajasthan, India. (författare)

The currently dominant thermoelectric (TE) materials used in low to medium temperature range contain Tellurium that is rare and mild-toxic. Silicon is earth abundant and environment friendly, but it is characterized by a poor TE efficiency with a low figure of merit, ZT. In this work, we report that ZT of amorphous silicon (a-Si) thin films can be enhanced by 7 orders of magnitude, reaching ∼0.64 ± 0.13 at room temperature, by means of arsenic ion implantation followed by low-temperature dopant activation. The dopant introduction employed represents a highly controllable doping technique used in standard silicon technology. It is found that the significant enhancement of ZT achieved is primarily due to a significant improvement of electrical conductivity by doping without crystallization so as to maintain the thermal conductivity and Seebeck coefficient at the level determined by the amorphous state of the silicon films. Our results open up a new route towards enabling a-Si as a prominent TE material for cost-efficient and environment-friendly TE applications at room temperature.

Vallin, Örjan,1969-Uppsala universitet,Fasta tillståndets elektronik,Mikrostrukturlaboratoriet(Swepub:uu)ova08461 (författare)
Kabiri Samani, Majid,1976Chalmers tekniska högskola,Chalmers University of Technology,Chalmers Univ Technol, Dept Microtechnol & Nanosci, Elect Mat Syst Lab, S-41296 Gothenburg, Sweden.(Swepub:cth)kabiri (författare)
Majee, Subimal,1984-Uppsala universitet,Fasta tillståndets elektronik,CSIR, CEERI, Pilani 333031, Rajasthan, India.(Swepub:uu)subma871 (författare)
Zhang, Shi-LiUppsala universitet,Fasta tillståndets elektronik(Swepub:uu)shizh725 (författare)
Liu, Johan,1960Shanghai University,Chalmers tekniska högskola,Chalmers University of Technology,Chalmers Univ Technol, Dept Microtechnol & Nanosci, Elect Mat Syst Lab, S-41296 Gothenburg, Sweden.;Shanghai Univ, SMIT Ctr, 20 Chengzhong Rd,Box 808, Shanghai 201800, Peoples R China.(Swepub:cth)jliu (författare)
Zhang, Zhi-BinUppsala universitet,Fasta tillståndets elektronik(Swepub:uu)zhizh813 (författare)
Uppsala universitetFasta tillståndets elektronik (creator_code:org_t)

Av författaren/redakt...: Banerjee, Debash ...; Vallin, Örjan, 1 ...; Kabiri Samani, M ...; Majee, Subimal, ...; Zhang, Shi-Li; Liu, Johan, 1960; visa fler...; Zhang, Zhi-Bin; visa färre...

Om ämnet

TEKNIK OCH TEKNOLOGIER: TEKNIK OCH TEKNO ...; och Materialteknik; och Keramteknik

TEKNIK OCH TEKNOLOGIER: TEKNIK OCH TEKNO ...; och Materialteknik; och Annan materialte ...

Kungliga biblioteket hanterar dina personuppgifter i enlighet med EU:s dataskyddsförordning (2018), GDPR. Läs mer om hur det funkar här.
Så här hanterar KB dina uppgifter vid användning av denna tjänst.