[发明专利]一种Cu-Te纳米晶/Cu2

说明书

本发明属于热电材料技术领域，具体涉及一种Cu‑Te纳米晶/Cu₂SnSe₃热电复合材料及其制备方法，该复合材料中Cu‑Te纳米晶在复合材料中的体积比为0.2‑1.2%。本发明制备的Cu‑Te纳米晶/Cu₂SnSe₃型热电复合材料表现出较好的热电性能，大幅提升了Cu₂SnSe₃基体的ZT值；制备所需工艺操作简单、参数可控、适用于较大规模生产。

技术领域

本发明属于热电材料技术领域，具体涉及一种Cu-Te纳米晶/Cu₂SnSe₃热电复合材料及其制备方法。

背景技术

热电材料是一种可以实现热能与电能直接转化的能源性功能化材料，具有广阔的发展远景，尤其是在目前能源资源短缺的现状下，热电材料的应运而生无疑是时代的选择。其涉及的应用领域可以是航空航天的应用发电，亦可以是体温发电的手表。从现实意义考虑，热电材料可以应用到工业余热的循环利用中，此外还可以从热电制冷的角度考虑制备环保型冰箱、空调等制冷设备。其内在的环保、高精度、无噪声等优点使其具有巨大的发展潜力。

热电优值ZT是影响热电材料的转换效率的一个根本性参数，其公式表达为ZT=σS²T/κ，其中S、σ、κ、T分别为赛贝克系数、电导率、热导率和绝对温度。就目前应用领域来说，主要有碲化铋型合金以及填充型方钴矿化合物等材料被广泛应用。然而随着进一步的探索，各种不同类型的热电材料被发现和改造，虽然传统的热电材料具有良好的热电性能，但其昂贵的制备成本问题已成为发展新型热电材料的动力。

Cu₂SnSe₃是一种具有类金刚石结构的化合物，其内部存在的Cu-Se键有利于电子的运输，而本身的存在大量扭曲的复杂晶格结构可以有效的散射声子，从而降低材料的热导率，提高其ZT值。因此Cu₂SnSe₃化合物在热电性能的提高方面存在极大的发展潜力。文献（Acta Materialia, 2013, 61: 4297-4304; J. Alloys. Compd, 2010, 506: 18-21; J.Elect. Mater, 2012, 41: 1554-1557）等均是集中在掺杂来提高其热电性能，也取得了良好的进展，但掺杂本身可调控的难度相对较大，且掺杂浓度相对非常有限，而采用纳米晶复合的方式可以很好的解决以上问题。

二元铜基化合物Cu₂X(X= S, Se or Te)是一种晶体结构复杂的化合物。然而，关于Cu-Te二元体系还没有被广泛开发，在作为第二相复合方面还未有涉及。本专利利用熔体旋甩制备出Cu-Te纳米晶，并以Cu-Te纳米晶作为第二相制备Cu-Te纳米晶/Cu₂SnSe₃型热电复合材料，大大提高了基体Cu₂SnSe₃的热电优值，制备方法新颖，具有很好的应用前景。

发明内容

本发明目的在于提供一种Cu-Te纳米晶/Cu₂SnSe₃热电复合材料，能够显著改善基体Cu₂SnSe₃热电性能。

本发明还提供了一种Cu-Te纳米晶/Cu₂SnSe₃热电复合材料的制备方法，该方法工艺简单易控，价格相对低廉，对基体Cu₂SnSe₃热电性能的改善尤为明显。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供了一种Cu-Te纳米晶/Cu₂SnSe₃型热电复合材料，所述Cu-Te纳米晶在复合材料中的体积比为0.2-1.2%。