Die Optimierung der thermoelektrischen Eigenschaften von nanoskaligem Pyrit mit Hilfe von Dotanten verlief sehr erfolgreich. Die thermoelektrische Gütezahl ZT von undotiertem Pyrit konnte in etwa um den Faktor 13 verbessert werden. Das anfangs formulierte Ziel, Pyrit als modernes, umweltschonendes und nicht toxisches thermoelektrisches Material zu etablieren, wurde hingegen nur bedingt erfüllt. Die Synthese von nanoskaligem Pyrit konnte über eine geschickte Reaktionsführung optimiert werden, wobei hier der Fokus vor allem auf der Einwaage des Schwefels sowie der Nachbehandlung lag. Über die gewählte Syntheseroute wurden je nach Dotant phasenreine, nahezu sphärische Eisendisulfid Nanopartikel erhalten. Zudem stellte sich die Einwaage des Schwefels als immanent wichtig bei der Frage bezüglich des tatsächlichen Einflusses des Schwefels auf die thermoelektrischen Eigenschaften heraus. Sowohl die Phasenreinheit als auch die elektronischen Eigenschaften waren explizit von diesem abhängig und es konnte beobachtet werden, dass eine nichtstöchiometrische Einwaage von Schwefel erforderlich ist, um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Die durchgeführten Dotierungen mit bis zu 5 mol% Mangan, Kobalt, Nickel oder Platin auf der kationischen Seite und Selen auf der anionischen waren im Hinblick auf die Synthese erfolgreich. Die Löslichkeit der Dotanten in Pyrit bewegte sich dabei im Rahmen der literaturbekannten Werte. Gemäß dieser bildete die Dotierung mit Mangan bei ca. 3 mol% eine Nebenphase aus. Eine Ausnahme bildete hingegen die Dotierung mit Palladium. Das Palladium zeigte, entgegen dem Kenntnisstand in der Literatur, eine Löslichkeit im Pyrit. Ausschlaggebend hierfür ist wahrscheinlich die hohe Defektkonzentration des synthetisierten Pyrits. Die Dotierungen führten insgesamt zu einer höheren Kristallinität der Nanopartikel. Hierbei zeigte sich bei den 3d Elementen eine Abnahme des positiven Einflusses auf die Kristallinität, während die Dotanten Palladium, Platin und Selen einen insgesamt positiven Einfluss auf die Kristallinität aufwiesen. Der resultierende Einfluss der Kristallinität auf die thermischen Eigenschaften der Mangan-, Kobalt- und Nickel dotierten Pyrit Proben zeigte sich insbesondere bei der WärmeleitfähigkeitWährend der Charakterisierung der elektronischen Eigenschaften zeigte sich im Falle des undotierten Pyrits, dass sich der Einfluss eines Schwefelunterschusses weniger in den elektrischen Leitfähigkeiten als vielmehr in der starken Beeinflussung des Seebeck Koeffizienten zeigt. Auch weist der kugelgemahlene Pyrit eine hohe Defektkonzentration auf, welche einen vergleichbar starken Einfluss auf die elektronischen Eigenschaften ausübt. Im Falle der elektrischen Leitfähigkeit führen die Kristalldefekte zu einer gegenüber dem Bulk Material erhöhten Leitfähigkeit über den vermessenen Temperaturbereich, während der Seebeck Koeffizient durch die hohe Anzahl an Kristalldefekten negativ beeinflusst wird. Die Defekte indizieren eine Fixierung des Fermi Niveaus in der Mitte der Bandlücke und verhindern so einen höheren Seebeck Koeffizienten.Für die Anwendung des kugelgemahlenem Pyrits als thermoelektrisches Material zeigt sich, dass die elektronischen Parameter wesentlich durch die Kristalldefekte dominiert werden und nur geringfügig durch Dotierungen beeinflusst werden können. Eine Entkopplung des Fermi Niveaus von den Defektzuständen in der Bandlücke ist mit den gewählten Dotanten nicht möglich, wäre allerdings für eine höhere Effizienz notwendig. In bestimmten Grenzen reagieren sowohl die elektrische Leitfähigkeit als auch die Wärmeleitfähigkeit positiv auf die Anwesenheit eines Dotanten, jedoch ist der tatsächliche Einfluss eines Dotanten auf den Seebeck Koeffizienten gering. Von besonderem Interesse wäre daher die Synthese von Pyrit mit einer möglichst geringen Defektkonzentration, um eine höhere Variabilität des Fermi Niveaus zu erreichen. Auch ist eine signifikante Modifikation des Seebeck Koeffizienten mit Hilfe eines Dotanten nur dann effizient, wenn dieser Resonant mit dem Fermi Niveau interagieren kann, was bei den verwendeten Dotanten mit Ausnahme des Kobalts nicht der Fall war.
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