一种P型PbSe晶体材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种作为热电制冷材料的P型PbSe晶体材料、制备方法、提高近室温性能的方法及其应用，所述材料为Cu掺杂的P型PbSe晶体材料，Pb、Se和Cu的摩尔比例为1‑x：1：y；其中，0.001≤x≤0.01，0.0001≤y≤0.001。该P型PbSe晶体材料可用于热电制冷应用，室温下，其功率因子PF≥40μWcm<supgt;‑1</supgt;K<supgt;‑2</supgt;，ZT值≥0.67，初步具备了热电制冷材料的室温性能要求；基于所得PbSe晶体热电制冷材料性能曲线，其最大制冷温差在室温附近可以达到≥65K。本发明专利技术通过传统高温箱式马弗炉缓冷法制备出高性能的P型Cu掺杂的PbSe晶体热电材料，在传统的中高温P型PbSe材料中开发了近室温高效热电性能，在储量丰富、价格低廉、机械强度高且性能优异的新型P型PbSe晶体材料中有望实现优异的热电制冷性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热电材料半导体制冷，尤其涉及一种作为热电制冷材料的p型pbse晶体材料、制备方法、提高近室温性能的方法及其应用。

技术介绍

1、近年来固态半导体制冷技术-热电制冷备受关注，评价热电制冷技术的重要参数为热电材料的性能优值zt值。材料的zt值和/或平均zt值越大，材料将电和热相互转化的能力越强。

2、热电制冷技术具备无机械振动、无消耗、可靠性高、体积可控、温度可控等优点，在半导体等微电子器件的散热制冷以及精确控温等领域具有重要应用意义。目前已知能够实现真正商用的固态热电制冷材料仅为碲化铋基合金热电材料，其在室温附近具有优异的zt值，p型碲化铋合金的室温zt值约为1.0～1.2，n型碲化铋合金的室温zt值约为0.7～0.9；但材料中含有储量丰度较低且有毒的碲(te)元素，在后续大范围推广可能面临极大的困难。并且现有的商用p型碲化铋基合金热电材料制备方法多为区熔法，材料成品率低(30％左右)且力学性能较差。上述缺点使得现有商业碲化铋基热电制冷器件价格较高。此外，经过数十年的发展，碲化铋基热电制冷材料已经达到了其性能的瓶颈，现有多数研究主要本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种作为热电制冷材料的P型PbSe晶体材料，其特征在于：所述晶体材料为Cu掺杂的PbSe晶体。

2.根据权利要求1所述的P型PbSe晶体材料，其特征在于：所述晶体材料中，Pb、Se和Cu的摩尔比例为1-x：1：y；

3.一种P型PbSe晶体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤一中各原料组分的配比为：Pb、Se和Cu的摩尔比例为1-x：1：y；

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤二中封装于石英管中真空度小于1×10-3Pa。

6.根据权利要求3所述的制备...

【技术特征摘要】

1.一种作为热电制冷材料的p型pbse晶体材料，其特征在于：所述晶体材料为cu掺杂的pbse晶体。

2.根据权利要求1所述的p型pbse晶体材料，其特征在于：所述晶体材料中，pb、se和cu的摩尔比例为1-x：1：y；

3.一种p型pbse晶体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤一中各原料组分的配比为：pb、se和cu的摩尔比例为1-x：1：y；

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤二中封装于石英管中真空度小于1×10-3pa。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述石英管为底部尖锥形石英管，其管壁厚度不小于1mm，所述石...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵立东，刘世博，秦炳超，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：