In掺杂的Cu-S基热电材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种In掺杂的Cu‑S基热电材料及其制备方法，Cu‑S基热电材料的化学通式为2*(1‑y)Cu

【技术实现步骤摘要】
In掺杂的Cu-S基热电材料及其制备方法
本专利技术属于化学化工、材料科学领域，特别是涉及一种In掺杂的Cu-S基热电材料及其制备方法。
技术介绍
热电材料是一种通过固体中载流子(电子和空穴)的运动实现热能和电能之间直接转换的功能材料。热电材料不仅可直接将太阳热能、废热等转变为电力，还可作为太空探索、野外作业、海洋灯塔、游牧人群使用的电源。热电材料还可制成无需移动部件、无需氟利昂的制冷机，能够实现精确控温和微区制冷，也可作为光通信激光二极管和红外线传感器的调温系统等。但热电器件较低的转化效率制约了它的市场应用。热电器件的性能取决于材料的无量纲“优值”ZT：ZT＝(α2σ/κ)T，其中，α代表赛贝克系数，σ是电导率，κ是热导率，T为绝对温度。材料的ZT值越大说明其热电性能越好。由定义公式可知，一种好的热电材料应具有高的塞贝克系数和电导率，以及低的热导率。目前，Cu-S基热电材料是适用于中温(400-700℃)领域的一类热电材料，和其他中温区热电材料(PbTe和CoSb3)相比有很多优势，如无毒无污染、价格低廉、质量轻等。然而，目前性能较好本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种In掺杂的Cu-S基热电材料，其特征在于，所述Cu-S基热电材料的化学通式为2*(1-y)Cu

【技术特征摘要】
1.一种In掺杂的Cu-S基热电材料，其特征在于，所述Cu-S基热电材料的化学通式为2*(1-y)Cu2S+yCuInS2，其中0.002≤y≤0.10。


2.根据权利要求1所述的In掺杂的Cu-S基热电材料，其特征在于，所述y的取值范围为0.005≤y≤0.03。


3.根据权利要求1所述的In掺杂的Cu-S基热电材料，其特征在于，所述CuInS2作为所述Cu-S基热电材料的第二相，所述Cu2S作为所述Cu-S基热电材料的基体，其中，所述第二相与所述基体具有共格关系及半共格关系中的至少一种。


4.一种如权利要求1-3中任意一项所述的In掺杂的Cu-S基热电材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
提供第一单质Cu原料及单质S原料，进行第一混合球磨，得到第一球磨产物；
于所述第一球磨产物中添加单质In原料，进行第二混合球磨，得到第二球磨产物；
于所述第二球磨产物中添加第二单质Cu原料，进行第三混合球磨，得到第三球磨产物；
利用射频感应热压设备对所述第三球磨产物进行热压烧结，以获得具有纳米结构的In掺杂的Cu-S基热电材料。


5.根据权利要求4所述的In掺杂的Cu-S基热电材料的制备方法，其特征在于，所述第一单质Cu原料与所述单质S原料的摩尔比介于1:1.9-2.1之间，所述第一球磨产物至少包括CuS2，其中，进行所述第一混合球磨的过程中包括按照公式Cu+2S＝CuS2进行的反应。


6.根据权利要求4或5所述的In掺杂的Cu-S基热电材料的制备方法，其特征在于，所述第一球磨产物与所述单质In原料的摩尔比包括1：y，所述第二球磨产物至少包括CuS2和CuInS2，其中，进行所述第二混合球磨的过程中包括按...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓辉，陈海燕，唐志永，陈小源，孙予罕，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，中国科学院大学，
类型：发明
国别省市：上海;31