一种掺钆SnTe基热电材料及其制备方法技术

本发明专利技术适用于新能源材料领域，提供了一种掺钆SnTe基热电材料及其制备方法，所述掺钆SnTe基热电材料的化学式配比为SnTe1‑xGdx，其中，所述0＜x＜0.1。本发明专利技术实施例提供的掺钆SnTe基热电材料，Gd元素能够稳定存在于SnTe材料体系中，且掺杂浓度达到10％，使得载流子浓度降低了10倍，从而明显的提升了材料的熔点，使得绝对温度T大大增加，达到显著提升热电优值的效果；同时也大大增加了晶格缺陷，降低了晶格热导率，进一步提高了该材料体系的热电优值，使得该材料具备良好的热电性能。

【技术实现步骤摘要】
一种掺钆SnTe基热电材料及其制备方法
本专利技术属于新能源材料领域，尤其涉及一种掺钆SnTe基热电材料及其制备方法。
技术介绍
随着煤炭，石油，天然气等不可再生化石燃料的枯竭，我们对环境友好型能源材料的需求越来越明显。半导体热电材料，能够高效率地通过材料两极端温差效应的影响，通过电子或者空穴等载流子在材料体系中的迁移来实现热能和电能的相互转化，具有无污染，无噪音，稳定等一系列优点，是不可多得的环境友好型能源转化材料。热电材料的热电转化效率是用无量纲优值ZT来衡量的，ZT值越大，其热电转化效率越高，热电性能越好。ZT＝S2σT/(κe+κL)，其中T是绝对温度，S是塞贝克系数，σ是电导率，κe是电子热导率，κL是晶格热导率。目前，常见的一种提升ZT的方法为在半导体热电材料中掺杂不等价元素降低载流子浓度，从而提升化合物的熔点以提升绝对温度T的形式达到提升热电优值的效果。SnTe半导体热电材料是一种常见的具有立方晶体结构的四六主族元素组成的化合物，其中Sn在化合物中呈现+2价，提供2个电子，Te在化合物中呈现-2价，提供2个空穴，由于按照1：1比例化合的SnTe半导体化合物二相不平衡原理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种掺钆SnTe基热电材料，其特征在于，所述热电材料的化学式配比为SnTe1‑xGdx，其中，所述0＜x＜0.1。

【技术特征摘要】
1.一种掺钆SnTe基热电材料，其特征在于，所述热电材料的化学式配比为SnTe1-xGdx，其中，所述0＜x＜0.1。2.如权利要求1所述的掺钆SnTe基热电材料，其特征在于，所述SnTe1-xGdx中Sn、Te和Gd原料为纯度为99.99％的单质。3.一种掺钆SnTe基热电材料的制备方法，其特征在于，所述热电材料的化学式配比为SnTe1-xGdx，其中，所述0＜x＜0.1；所述热电材料通过如下方法制得：按照化学式配比为SnTe1-xGdx称取Sn、Te和Gd原料，并将称取的Sn、Te和Gd原料真空密闭于石英容器中；将密封有Sn、Te和Gd原料的石英容器置于加热炉中，以150-250度/小时的速度升温至900-1000度至石英容器中原料全部融化完毕，后以900-1000度的恒温保持10-14小时，使原料在熔融状态下充分反应；将在加热炉中石英容器瞬间置于冰水中，急剧冷却至室温；将冷却至室温后后的石英管置于加热炉内，以80-120度/小时的速度升温至600-700度，后恒温保持70-74小时；再次将在加热炉中石英容器瞬间置于冰水中，急剧冷却至室温；取出石英容器中的化合物铸锭，将所述化合物铸锭研磨成粉末后，在热压模具中进行热压后，以10-20度/分钟的降温速度冷却至室温，即得掺钆SnTe基热电材料。4.如权利要求3所述的掺钆SnTe基热电材料的制备方法，其特征在于，所述石英容器为石英管，所述加热炉为管式加热炉。5.如权利要求3所述的掺钆SnTe基热电材料的制备方法，其特征在于，所述按照化学式配比为SnTe1-xGdx称取Sn、Te和Gd原料，并将称取的Sn、Te和Gd原料真空密闭于石英容器中的步骤，具体包括：按照化学式配比为SnTe1-xGdx称取Sn、Te和Gd原料，并将称取的Sn、Te和Gd原料放入石英管中，抽真空后，用高温火焰枪将所述石英管的口子融化封闭起来。6.如权利要求3所述的掺钆SnTe基热电材料的制备方法，其特征在于，所述将密封有Sn、Te和Gd原料的石英容器置于加热炉中，以150-250度/小时的速度升温至900-1000度至石英容器中原料全部融化完毕，后以900-1000度的恒温保持10-14小时，使原料在熔融状态下充分反应的步骤，具体包括：将密封有Sn、Te和Gd...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑灵浪，高志飞，谢浩，尤新安，王贤江，
申请(专利权)人：宁波革鑫新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33