[发明专利]一种用于室温附近固态制冷和废热余热发电的P型碲化铋基热电材料

权利要求书

1.一种用于室温附近固态制冷和废热余热发电的P型碲化铋基热电材料，其特征在于，化学式组成为Bi_2-xSb_xTe_3-ySe_y，其中0.1<x<0.7，0.1<y<0.5。

2.根据权利要求1所述的用于室温附近固态制冷和废热余热发电的P型碲化铋基热电材料，其特征在于，x＝0.4～0.6，y＝0.3。

3.根据权利要求1所述的用于室温附近固态制冷和废热余热发电的P型碲化铋基热电材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将Bi块、Sb块、Te块和Se块进行粉碎；

(2)按照化学式Bi_2-xSb_xTe_3-ySe_y中各元素的化学计量比称量步骤(1)中的原料，其中0.1<x<0.7，0.1<y<0.5，将原料装入洗净的石英管；

(3)将步骤(2)中石英管的真空度抽到≤10^-3Pa，并用氢氧焰将石英管密封；

(4)把密封后的石英管置于旋转熔炼炉内熔炼10～12h，获得多晶铸锭；

(5)将步骤(4)获得的多晶铸锭置于垂直区熔炉内进行区熔生长，制得取向多晶铸锭后进行切割，得到P型碲化铋基热电材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的石英管的洗涤过程为：将稀硝酸倒入石英管中，超声波震荡15～20min，清水清洗，无水乙醇清洗，然后将石英管烘干。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，0.1<x<0.4时，载流子浓度低，在原料中加入掺剂，所述的掺剂为Ag、Cu、Sn、Pb、Cd、Te、Bi、Sb中的一种或者多种。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的掺剂为Sn，制备化学式为Bi_2-xSb_x-zSn_zTe_3-ySe_y的P型碲化铋基热电材料，其中，x＝0.2，y＝0.3，z≤0.002。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述熔炼的温度为750℃～850℃。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述的区熔生长的条件为：区熔温度为650℃～700℃，生长速度为8～10mm/h，固液面温度梯度为25～40K/cm，熔区宽度为2～3cm。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述的区熔生长的条件为：区熔温度为650℃～660℃，生长速度为8～8.5mm/h，固液面温度梯度为35～40K/cm，熔区宽度为2～2.5cm。