喷雾热解法制备NaxCoO2热电薄膜：一种可扩展的p型氧化物热电材料制备策略

本综述系统阐述了采用喷雾热解法（SP）在宽组分范围（x值）下制备多晶NaxCoO2热电薄膜的创新研究。通过优化前驱体摩尔浓度与氧气退火工艺，成功获得γ-NaxCoO2相，其室温功率因子（Power Factor）达3.3 μW/K2m。研究揭示了钠含量对塞贝克系数（Seebeck coefficient）与电阻率的调控规律，为开发无毒、低成本热电材料提供了新范式。

　　

Thin film growth（薄膜生长）

图1a展示了基于压缩空气作为载气的自制喷雾热解装置，通过将前驱体水溶液雾化进行沉积。基板加热器采用PID温度控制器，载气由无油压缩机提供，前驱体溶液通过注射泵控制流向距基板12cm的工业喷嘴。基板面积为18×18 mm2。使用蒸馏水...

RESULTS AND DISCUSSION（结果与讨论）

图1b展示了浓度为10^-1 mol/l生长的NaCoO₂（标称x=1）薄膜在退火前后的代表性XRD谱图。20-35度间的宽谱带源于非晶玻璃基板。我们观察到与Co₃O₄（42-1467）和不同x值的Na_xCoO₂（x=0.74对应87-0274，x=1对应70-2030）JCPDS图谱的相似性。在2θ > 58°时衍射峰识别不可靠。未退火样品被鉴定为Co₃O₄，呈现主要衍射峰...

Conclusions（结论）

我们的工作表明喷雾热解法是制备Na_xCoO₂薄膜的适用技术，可用于热电应用研究。XRD测量证实高摩尔浓度条件制备并经O₂氛围退火的样品中形成了Na_xCoO₂合金。拉曼光谱将其鉴定为γ-Na_xCoO₂相。通过喷雾热解生长的多晶薄膜具有数百μW/K的塞贝克系数，功率因子评估值高达3.0 μW/K²m。