[发明专利]热电材料及其制造方法

说明书

技术领域

本公开内容涉及热电转换技术，并且更具体地，涉及具有优异热电转 换性能的热电转换材料，其制造方法及其用途。

本申请要求2013年10月17日在韩国提交的韩国专利申请第 10-2013-0124040号，2014年10月2日在韩国提交的韩国专利申请第 10-2014-0133390号的优先权，其公开内容通过引用并入本文中。

背景技术

化合物半导体是由至少两种元素而不是一种元素(例如，硅或锗)构 成并且作为半导体运行的化合物。已经开发了各种类型的化合物半导体并 且目前被用在各个工业领域中。通常，化合物半导体可以用于利用佩尔捷 效应(PeltierEffect)的热电转换元件、利用光电转换效应的发光器件(例 如，发光二极管或激光二极管)、燃料电池等。

特别是，热电转换元件用于热电转换发电或热电转换冷却应用，并且 通常包括串联电连接且并联热连接的N型热电半导体和P型热电半导体。 热电转换发电是通过在热电转换元件中创造温差利用所生成的热电动势 将热能转换成电能而发电的方法。另外，热电转换冷却是利用当直流电流 流经热电转换元件的两端时，在热电转换元件的两端产生温差的效应将电 能转换成热能而造成冷却的方法。

热电转换元件的能量转换效率通常取决于热电转换材料的性能指数 值或ZT。这里，可以根据塞贝克系数(Seebeckcoefficient)、电导率和 热导率来确定ZT，并且随着ZT值增加，热电转换材料的性能越好。

至今，已经提出了许多种热电转换材料，但是实质上没有具有足够高 的热电转换性能的热电转换材料。特别是，热电转换材料被应用于越来越 多的领域，并且温度条件可以根据其应用的领域而变化。然而，因为热电 转换材料会由于温度而具有不同的热电转换性能，所以各个热电转换材料 需要具有适合于其应用领域的最优的热电转换性能。然而，还没有人提出 针对各种温度范围和宽的温度范围具有最优的性能的热电转换材料。

发明内容

技术问题

因此，设计本公开内容以解决上述问题，并且因此，本公开内容旨在 提供在宽的温度范围内具有优异的热电转换性能的热电材料，其制造方法 及其用途。

可以根据下面的详细描述理解本公开内容的这些和其他的目的和优 点，并且根据本公开内容的示例性实施方案，本公开内容的这些和其他的 目的和优点将变得更加明显。另外，将容易理解的是，本公开内容的目的 和优点可以通过在所附权利要求中所示出的手段及其组合来实现。

技术方案

在反复研究热电材料之后，本公开内容的发明人已经成功地合成了由 化学式1表示的热电材料，并且发现该热电转换材料可以具有优异的热电 转换性能。

<化学式1>

Cu_xSe_1-yX_y

在化学式1中，X是选自F、Cl、Br和I的至少一种元素，2<x≤2.6 并且0<y<1。

在化学式1中，x可以满足x≤2.2的条件。

在化学式1中，x可以满足x≤2.1的条件。

在化学式1中，x可以满足2.025≤x的条件。

在化学式1中，y可以满足y<0.1的条件。

在化学式1中，y可以满足y≤0.05的条件。

在另一方面中，本公开内容还可以提供一种用于制造热电材料的方 法，该方法包括：通过根据化学式1对Cu、Se和X进行称重和混合来形 成混合物；以及对所述混合物进行热处理以合成由化学式1表示的化合 物。

此处，根据本公开内容的用于制造热电材料的方法还可以包括在进行 化合物形成步骤之后在压力下对所述化合物进行烧结。

另外，还可以借助热压或放电等离子体烧结进行加压烧结步骤。

另外，为了实现上述目的，根据本公开内容的热电转换元件包括根据 本公开内容的热电材料。

另外，为了实现上述目的，根据本公开内容的热电发电机包括根据本 公开内容的热电材料。

有利效果

根据本公开内容，可以提供具有优异的热电转换性能的热电材料。