[发明专利]一种N型SnS单晶热电材料及其制备方法

权利要求书

1.一种N型SnS单晶热电材料的制备方法，包括以下步骤：

将Sn粉、S粉和SnBr₂粉混合，球磨，得到多晶型SnS粉末；

将所述多晶型SnS粉末进行定向凝固，得到N型SnS单晶热电材料；

所述定向凝固在垂直温度梯度管式炉中进行；

石英管的底部位于垂直温度梯度管式炉的低温区；所述石英管的上端位于垂直温度梯度管式炉的高温区；

所述高温区与低温区的温度差为100℃；

所述高温区先以55～65℃/h的速率升温至1000～1100℃，保温600～1000min；再以0.5～1℃/h的速率降温至700～800℃后，随炉冷却；

所述低温区先以55～65℃/h的速率升温至900～1000℃，保温600～1000min；再以0.5～1℃/h的速率降温至600～700℃后，随炉冷却；

所述高温区与低温区的升温速率相同；所述高温区与低温区的降温速率相同；所述高温区和低温区的保温时间相同；

所述Sn粉、S粉和SnBr₂粉按照Sn、S和Br的摩尔比为1:(1-x):x的配比进行混合；

所述x的取值范围为：0.01≤x≤0.02。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述球磨在保护气体中进行。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述球磨的时间≥24h，所述球磨的转速≥150rpm，所述球磨的球料比≥20。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述多晶型SnS粉末置于石英管中；

所述石英管为双层石英管；所述双层石英管的内层石英管的底部为锥形，所述锥形的角度θ≤45°。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述定向凝固在真空条件下进行，所述真空条件的真空度≤10^-3Pa。

6.权利要求1～5任一项所述的制备方法制备得到的N型SnS单晶热电材料，所述N型SnS单晶热电材料的化学式为SnS_1-xBr_x；

其中，0.01≤x≤0.02。