Los materiales termoeléctricos pueden convertir el calor en electricidad de forma reversible. Para su mayor rendimiento requieren poseer alta conductividad eléctrica, alto valor del coeficiente de Seebeck y una baja conductividad térmica. La optimización de estas propiedades fuertemente interrelacionadas implica ajustar la estructura electrónica, los mecanismos de conducción eléctrica y de dispersión fonónica. Entre los materiales termoeléctricos, el SnSe es uno de los más prometedores debido a su extraordinario rendimiento en forma monocristalina.
Sin embargo, el alto costo y la escasa producción de monocristales, junto con sus pobres propiedades mecánicas, limitan el uso del SnSe en dispositivos termoeléctricos a gran escala. Una posible solución es obtenerlo en forma policristalina, pero su rendimiento disminuye debido a la oxidación que conduce a conductividades térmicas más altas, pérdida parcial de anisotropía que disminuye la conductividad eléctrica y un control impreciso del nivel de dopaje.
Un grupo de investigadores de Austria, Alemania y España, optimizaron el rendimiento termoeléctrico del SnSe policristalino producido mediante prensado en caliente de nanopartículas de SnSe procesadas en solución, cuyas superficies fueron acondicionadas. Las partículas de SnSe se recubrieron con complejos moleculares de CdSe que cristalizaron durante el proceso de sinterización, formando nanopartículas de CdSe. La presencia de nanopartículas de CdSe inhibió el crecimiento de los granos de SnSe debido al anclaje tipo Zener que genera fronteras de grano de alta densidad. Los nanocompositos SnSe-CdSe resultantes presentaron una gran cantidad de defectos a diferentes escalas de longitud que reducen significativamente la conductividad térmica. Los nanocompositos de SnSe-CdSe exhibieron respuestas termoeléctricas entre las más altas reportadas para el SnSe procesado en solución.
La estrategia propuesta, además de mejorar el rendimiento termoeléctrico con la inhibición del crecimiento de granos, es de gran importancia para el desarrollo de nanocompositos semiconductores.
Los resultados fueron publicados en la revista ACS Nano
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