一种阴阳离子共掺杂优化的硒化亚锡热电材料制备方法技术

本发明专利技术涉及高性能热电材料制备技术领域，且公开了一种阴阳离子共掺杂优化的硒化亚锡热电材料制备方法，包括以下步骤：步骤一：首先，在一个充满氦气的手套箱环境中，根据实验的具体需求和原子质量比，精确地称量出适量的锡粉、硒粉以及掺杂剂——四氯化锆粉末，这些原料被小心地放置在一个高纯度的石英玻璃管中，接着便使用真空封管机，在极高的真空度条件下，对这个装有原料的石英玻璃管进行了双层的真空密封处理，以确保反应环境的纯净和稳定。该阴阳离子共掺杂优化的硒化亚锡热电材料制备方法，通过Zr4+和Cl‑阴阳离子共掺杂，不仅显著提高了n型多晶硒化锡的电输运性能，包括载流子浓度、电导率和塞贝克系数，实现了功率因子的两倍提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高性能热电材料制备，具体为一种阴阳离子共掺杂优化的硒化亚锡热电材料制备方法。

技术介绍

1、热电材料是一类能够直接、可逆地实现热能和电能之间的相互转换的新能源功能材料，在温差发电和精确控温等领域应用有着不可替代的作用，近些年来，研究人员开发出了高效且环境友好的锡硫组层状宽带隙热电材料(硒化锡，硫化锡)，使得宽温区内材料的热电性能得到显著地优化提升，引发了广大热电领域研究人员对这类宽带隙热电材料的研究热潮，此外，硒化锡基热电材料凭借着其能获得相比与硫化锡更加优异的热电性能，从而获得了更为广泛的研究聚焦。

2、经过深入调研硒化锡热电材料领域，发现硒化锡晶体本质上是一种p型半导体，且过去的研究主要聚焦于提升p型硒化锡的热电性能，并已取得显著进展；然而，热电材料的实际应用离不开热电器件，而高效的热电器件系统需要由相同材料的n型和p型两种热电性能相近的半导体器件共同构成，因此，当前急需开展关于n型硒化锡基热电材料的制备及其热电性能优化调控的研究。

3、从已有研究来看，硒化锡本征电学输运性能不佳的主要原因是其基体中大量存在的本征缺本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种阴阳离子共掺杂优化的硒化亚锡热电材料制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种阴阳离子共掺杂优化的硒化亚锡热电材料制备方法，其特征在于：所述制备的n型多晶硒化亚锡基热电材料的化学组成由SnSe与ZrCl4的混合物构成，具体形式为SnSe0.95+xwt％ZrCl4，其中x的取值范围在0至1之间。

3.根据权利要求1所述的一种阴阳离子共掺杂优化的硒化亚锡热电材料制备方法，其特征在于：步骤一中，所述原料总重量控制在10至20克之间，且原料的纯度均超过99.9％，原料在真空封管过程中需在高真空条件下进行，真空度需低于或等于10^-2Pa。...

【技术特征摘要】

1.一种阴阳离子共掺杂优化的硒化亚锡热电材料制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种阴阳离子共掺杂优化的硒化亚锡热电材料制备方法，其特征在于：所述制备的n型多晶硒化亚锡基热电材料的化学组成由snse与zrcl4的混合物构成，具体形式为snse0.95+xwt％zrcl4，其中x的取值范围在0至1之间。

3.根据权利要求1所述的一种阴阳离子共掺杂优化的硒化亚锡热电材料制备方法，其特征在于：步骤一中，所述原料总重量控制在10至20克之间，且原料的纯度均超过99.9％，原料在真空封管过程中需在高真空条件下进行，真空度需低于或等于10^-2pa。

4.根据权利要求1所述的一种阴阳离子共掺杂优化的硒化亚锡热电材料制备方法，其特征在于：步骤一中，所述在高温熔融固相反应阶段，反应温度被精确控制在900至1000℃之间，保温时间则在20至30小时之间，升降温速率控制在50至100℃/小时。

5.根据权利要求1所述的一种阴阳离子共掺杂优化的硒化亚锡热电材料制备方法，其特征在于：步骤二中，所述在熔融成型后的铸锭处理阶段，铸锭需在手套箱中使用玛...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛振华，史天恩，杨星，李泽，冯晶，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：