[发明专利]纳米结构多孔热电发生器

权利要求书

1.制造掺杂型热电材料的方法，包括：

将半导体基材料的粒料与掺杂剂混合；

研磨含有掺杂剂的半导体基材料粒料，以使得所述粒料具有小于3,000纳米的中值尺寸，并且是基本上等轴的；和

在基本不含氧的气氛中烧结含有掺杂剂的所述粒料以形成掺杂型热电材料。

2.权利要求1的方法，其中所述半导体基材料包括选自硅、锗、金刚石、碳化硅、硅锗、砷化镓、氮化镓、磷化镓、砷化铝、磷化铝、碲化镉、硫化镉、碲化铋、黝铜矿和方钴矿的材料。

3.权利要求1的方法，其中所述热电材料是P型半导体，并且所述掺杂剂包括硼、铝、镓或类似的P型掺杂剂。

4.权利要求1的方法，其中所述热电材料是N型半导体，并且所述掺杂剂包括磷、砷或类似的N型掺杂剂。

5.权利要求1的方法，其中所述掺杂剂包括锗或类似的材料以改善该热电材料的热性能、电性能或机械性能。

6.权利要求1的方法，其中所述掺杂剂包括选自硒、碲、锗、钨、硼、磷和砷的元素。

7.权利要求1的方法，其中所述烧结在惰性气氛中进行。

8.权利要求1的方法，其中所述烧结在减压下进行。

9.权利要求1的方法，其中所述烧结在1000℃至1414℃的温度下进行。

10.掺杂型硅基热电材料，包含：

具有小于3,000纳米的中值颗粒尺寸的研磨硅晶粒粒子，所述研磨硅粒子是基本等轴的，以及

与研磨硅粒子混合以形成掺杂型含硅材料的掺杂剂，所述掺杂剂与研磨硅晶粒粒子相比降低该掺杂型含硅材料的导热性，

所述掺杂型含硅材料在不存在氧化剂的情况下烧结以形成掺杂型硅基热电材料。

11.权利要求10的掺杂型硅基热电材料，其中所述掺杂型硅基热电材料是P型半导体，并且所述掺杂剂包括硼、铝、镓或类似的P型掺杂剂。

12.权利要求10的掺杂型硅基热电材料，其中所述掺杂型硅基热电材料是N型半导体，并且所述掺杂剂包括磷、砷或类似的N型掺杂剂。

13.权利要求10的掺杂型硅基热电材料，其中所述掺杂剂包括锗或类似的材料以改善该掺杂型硅基热电材料的热性能、电性能或机械性能。

14.权利要求8的掺杂型硅基热电材料，其中所述烧结在减压下进行。

15.制造掺杂型硅基热电材料的方法，包括：

在不存在氧化剂的情况下将第一量的硅粒料引入到磨碎机中，

将第一量的硅粒料与掺杂剂混合以影响该热电材料的半导体性能，

在该磨碎机中对与掺杂剂混合的所述第一量的硅粒料施以粉碎一段足以将至少一部分所述硅粒料降低到预先选择的平均颗粒尺寸的时间，以制造基本无氧化剂的第二量的降低颗粒尺寸的掺杂硅粒料，所述第二量的降低颗粒尺寸的掺杂硅粒料具有小于3,000纳米的中值尺寸，所述第二量的降低颗粒尺寸的掺杂硅粒料具有基本上等轴的晶粒粒子，

从所述磨碎机中取出至少一部分所述第二量的降低颗粒尺寸的掺杂硅粒料，

在不存在氧化剂的情况下破碎该掺杂硅粒料；

将所述掺杂的硅粒料压制成预成型体；和

在不存在氧化剂的情况下烧结掺杂的硅粒料以形成掺杂型硅基热电材料。

16.权利要求15的方法，其中所述掺杂型硅基热电材料是P型半导体，并且所述掺杂剂包括硼、铝、镓或类似的P型掺杂剂。

17.权利要求15的方法，其中所述掺杂型硅基热电材料是N型半导体，并且所述掺杂剂包括磷、砷或类似的N型掺杂剂。

18.权利要求15的方法，其中所述掺杂剂包括锗或类似的材料以改善该掺杂型硅基热电材料的热性能、电性能或机械性能。

19.权利要求15的方法，其中所述掺杂剂包括选自硒、碲、锗、钨、硼、磷和砷的元素。

20.权利要求15的方法，其中所述烧结在减压下进行。