一种n型碲化铋基热电材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高性能n型碲化铋基热电材料及其制备方法，属于热电转换技术领域。所述n型碲化铋基热电材料的化学组成为La<subgt;y</subgt;Bi<subgt;2‑</subgt;<subgt;y</subgt;Te<subgt;2.7</subgt;Se<subgt;0.3</subgt;‑xwt％Te，0≤x≤1.5，0≤y≤0.015，x,y不同时为0。本发明专利技术在固定Se掺杂量的前提下，减少Te元素以增加Te空位，降低载流子浓度使得无量纲热电优值zT峰值向低温方向移动，同时利用La掺杂Bi以优化电热输运性能，最终实现zT值的明显提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高性能n型碲化铋基热电材料及其制备方法，属于热电转换。

技术介绍

1、热电制冷技术是目前较为成熟的固态制冷技术。热电制冷器件(tec)由于其具有体积小、无噪音，可靠性高、可定制化、控温精准、环境友好的优点，已经成为多个应用场景不可替代的核心控温部件，如5g光通信模块、pcr测试仪等。热电制冷器件能达到的最大制冷温差δtmax体现了热电器件的控温能力，其主要取决于热电材料的无量纲热电优值zt＝s2σt/κtot，其中s是材料的seebeck系数，σ是电导率，κtot是总热导率，t是绝对温度。因此，提高热电制冷器件(tec)制冷性能的方法，主要是提升热电材料在服役温度下的无量纲热电优值zt。目前，通过优化材料的载流子浓度、能带工程、纳米化技术等方式可实现热电材料zt的显著提升。

2、当前，碲化铋基热电材料是唯一已经被大规模商业化应用于室温附近制冷或发电的热电材料，其是典型的窄带隙半导体且其复杂的多能谷能带结构也有利于其热电性能的提升。通过元素掺杂、能带修饰、织构化、纳米晶或纳米第二相复合等手段优化材料的电输运性能或增强声子散射降低本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种n型碲化铋基热电材料，其特征在于，所述n型碲化铋基热电材料的化学组成为LayBi2-yTe2.7Se0.3-xwt％Te，0≤x≤1.5，0≤y≤0.015，x,y不同时为0。

2.根据权利要求1所述的n型碲化铋基热电材料，其特征在于，1.0≤x≤1.4。

3.根据权利要求1或2所述的n型碲化铋基热电材料，其特征在于，0≤y≤0.01。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的n型碲化铋基热电材料，其特征在于，所述n型碲化铋基热电材料在300～500K的塞贝克系数为-120～-280μV/K，电导率为0.9×104～7.5×104S/m，在300～...

【技术特征摘要】

1.一种n型碲化铋基热电材料，其特征在于，所述n型碲化铋基热电材料的化学组成为laybi2-yte2.7se0.3-xwt％te，0≤x≤1.5，0≤y≤0.015，x,y不同时为0。

2.根据权利要求1所述的n型碲化铋基热电材料，其特征在于，1.0≤x≤1.4。

3.根据权利要求1或2所述的n型碲化铋基热电材料，其特征在于，0≤y≤0.01。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的n型碲化铋基热电材料，其特征在于，所述n型碲化铋基热电材料在300～500k的塞贝克系数为-120～-280μv/k，电导率为0.9×104～7.5×104s/m，在300～500k的热导率为0.8～2.2w/m k，在300～400k的热电性能优值zt为0.85～0.95。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的n型碲化铋基热电材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：按照n型碲化铋基热电材料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋庆峰，柏胜强，夏绪贵，廖锦城，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：