一种锡掺杂的高功率密度银锑碲热电材料、制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种锡掺杂的高功率密度银锑碲热电材料，其特征在于，以AgSbTe<subgt;2</subgt;为基体，通过空穴掺杂Sn来修饰AgSbTe<subgt;2</subgt;材料，在其价带顶部引入杂质带，所得产物的化学结构式为AgSb<subgt;1‑x</subgt;Sn<subgt;x</subgt;Te<subgt;2</subgt;；0＜x≤0.1。本发明专利技术通过空穴掺杂Sn来修饰AgSbTe<subgt;2</subgt;材料，在其价带顶部引入杂质带，显著改善了电输运性能，成功实现了高达27μWcm<supgt;‑1</supgt;K<supgt;‑2</supgt;的热电功率因子，这是目前该材料的最高记录，并且在673K时热电优值(zT)达到了2.5，这种优异性能归因于新杂质带的形成，以及缺陷复合体形成能的降低。本发明专利技术通过抑制少数载流子的双极扩散和防止形成n型Ag<subgt;2</subgt;Te杂质相，掺杂材料的稳定性与塞贝克系数得到了显著改善。本发明专利技术利用Sn掺杂后的AgSbTe<subgt;2</subgt;材料制造了热电器件，实现了高达12.1％的能量转换效率和1.13W/cm<supgt;2</supgt;的功率密度，为实现p型AgSbTe<subgt;2</subgt;在中温热电领域的应用提供了重要的理论基础和实际应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热电材料，尤其涉及一种锡掺杂的高功率密度银锑碲热电材料、制备方法及其应用。

技术介绍

1、热电(te)器件不仅为废热发电提供了简单的解决方案，还可实现精确的温度控制和制冷功能。热电产品已广泛应用于消费电子、通信、医疗和汽车领域。热电材料的性能通常由无量纲优值zt＝(s2σ/κ)t来表征；其中，t是绝对温度，s是塞贝克系数，σ是电导率，κ是热导率。

2、优化热电材料性能的方法主要有两种：减少晶格热导率(κl)和提高热电功率因子(pf)。这些特性是是通过材料内的载流子相互关联的，优化其中一个参数将不可避免地会影响另一个参数。

3、银锑碲(agsbte2)是一种有前途的p型热电材料，特别适用于中温范围(200～400℃)的应用。由于其自发形成的微/纳米结构和不对称性，这种材料具有较低的热导率。此外，agsbte2还表现出高塞贝克系数，这是由于其能带结构平坦具有较高简并度所导致。

4、掺杂已被广泛用作调节agsbte2能带结构和优化其载流子浓度，从而提高热电性能。例如，此前有报道显示重掺杂se/s有效地增加了空穴浓本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种锡掺杂的高功率密度银锑碲热电材料，其特征在于，以AgSbTe2为基体，通过空穴掺杂Sn来修饰AgSbTe2材料，在其价带顶部引入杂质带，所得产物的化学结构式为AgSb1-xSnxTe2；0＜x≤0.1。

2.根据权利要求1所述锡掺杂的高功率密度银锑碲热电材料，其特征在于，AgSbTe2材料为面心立方(fcc)晶体结构，Ag和Sb离子在晶格中阳离子位点随机分布，而Te占据阴离子位。

3.一种锡掺杂的高功率密度银锑碲热电材料的制备方法，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述锡掺杂的高功率密度银锑碲热电材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，石英管在...

【技术特征摘要】

1.一种锡掺杂的高功率密度银锑碲热电材料，其特征在于，以agsbte2为基体，通过空穴掺杂sn来修饰agsbte2材料，在其价带顶部引入杂质带，所得产物的化学结构式为agsb1-xsnxte2；0＜x≤0.1。

2.根据权利要求1所述锡掺杂的高功率密度银锑碲热电材料，其特征在于，agsbte2材料为面心立方(fcc)晶体结构，ag和sb离子在晶格中阳离子位点随机分布，而te占据阴离子位。

3.一种锡掺杂的高功率密度银锑碲热电材料的制备方法，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述锡掺杂的高功率密度银锑碲热电材料的制备方法，其特征在于，步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇，夏凯阳，胡惠平，朱铁军，
申请(专利权)人：浙江大学温州研究院，
类型：发明
国别省市：