N型PbTe基多晶热电材料及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种n型pbte基多晶热电材料，其特征在于，包括：硫元素和碘元素掺杂的pbte基体；以及，单质铅，所述单质铅与所述pbte基体中的铅的摩尔比为(0.01～0.05)：1。2.根据权利要求1所述的n型pbte基多晶热电材料，其特征在于，所述热电材料的通式为：pbte
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0.002-y％pb，其中，0.02≤x≤0.08，1≤y≤5。3.根据权利要求2所述的n型pbte基多晶热电材料，其特征在于，所述热电材料在800k时的热电优值不低于1.6，在400～800k之间的热电优值平均值不低于1.2。4.一种制备n型pbte基多晶热电材料的方法，其特征在于，包括：(1)将铅、碲、硫和碘化铅混合并进行熔炼处理，以便得到铸锭；(2)对所述铸锭进行研磨，以便得到前驱体粉末；(3)对所述前驱体粉末进行烧结处理，以便得到块状的n型pbte基多晶热电材料，其中，所述铅、所述碲、所述硫和所述碘化铅的混合物中，碲、硫和碘的总摩尔数与铅的总摩尔数的比值为1：(1.01～1.05)。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，将所述铅、所述碲、所述硫和所述碘化铅按照通式pbte
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0.002-y％pb的化学计量比混合，其中，0.02≤x≤0.08，1≤y≤5；任选地，所述铅、所述碲、所述硫和所述碘化铅的纯度分别独立地不低于99.9％。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述熔炼处理的温度为900～1100℃、时间为5～10h；任选地，熔炼处理的升温速率为1～2℃/min；任选地，将所述铅、所述碲、所述硫和所述碘化铅置于石英管中进行所述熔炼处理，所述石英管的内表面设置有镀碳层。7.根据权利要求4～6中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)中还包括：对熔炼处理得到的材料依次进行淬火处理和退火处理。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述退火处理的温度为550～620℃、时间为2～3天；任选地，所述退火处理的升温速率为1～2℃/min。9.根据权利要求4或8所述的方法，其特征在于，所述烧结处理采用放电等离子烧结法。10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述烧结处理的烧结温度为500～550℃、时间为5～10min；任选地，烧结处理的升温速率为50～100℃/min、真空度为5～10pa、压强为40～60mpa。

技术总结
本发明公开了N型PbTe基多晶热电材料及其制备方法。该热电材料包括：硫元素和碘元素掺杂的PbTe基体；以及单质铅，所述单质铅与所述PbTe基体中的铅的摩尔比为(0.01～0.05)：1。该N型PbTe基多晶热电材料在400-850K的温度范围内具有很好的稳定性和优异的热电性能，例如，该热电材料的功率因子可高达29μW/(cm K2)，热电优值在800K时可高达1.6，在400-800K之间的平均热电优值可高达1.2，与P型PbTe基多晶热电材料的高热电优值区间相符合，从而使得该N型PbTe基多晶热电材料与P型PbTe热电材料组合形成的热电模块的性能更好。形成的热电模块的性能更好。形成的热电模块的性能更好。


技术研发人员：何佳清 王江舵 贾宝海
受保护的技术使用者：深圳热电新能源科技有限公司
技术研发日：2021.11.26
技术公布日：2022/3/3