一种高性能n型碲化铋基热电发电材料的制备方法

摘要

本发明公开一种高性能n型碲化铋基热电发电材料的制备方法，以工业化大批量生产的高纯碲块、铋块和硒块为原料，经过去氧化层、粉碎后，添加一定量的掺杂剂，按一定的比例称量后置于处理好的玻璃管内，经过封装、熔化、区熔生长，得到n型碲化铋基热电半导体晶棒。在30~300℃下，平均ZT值达0.75，平均功率因子达4.5×10-3W.m.K-2。以上所使用的原料廉价易得、无毒环保、设备工艺简单、能耗低、产量大、可大规模工业化生产。

主权项

一种高性能n型碲化铋基热电发电材料的制备方法，其特征在于，其制作步骤如下：（1）将纯度为4N的碲块、铋块和硒块除去表面氧化层后，分别用粉碎机粉碎；（2）将内径为10～38mm的玻璃管的一端高温熔化封死并退火，时间≥1min，另一端边缘熔烧光滑，用干净水冲干净玻璃管内附着物，再用无水乙醇脱水后烘干备用；（3）按化学计量比Bi2(Te1‑xSex)3+ywt%TeI4，x=0.06~0.08，y=0.1~0.17, 称取Bi、Te和Se粉碎物和TeI4粉置于烘干后的玻璃管内；（4）将装有材料的玻璃管的真空度抽到≤10Pa后，在离材料平面≥3cm处封口；（5） 把封好的玻璃管置于600~700℃的摇摆熔炼炉中，按水平方向≥±15°摇摆，至材料全熔后继续摇摆≥1min，之后放入排气炉中，液态材料振动排气≥3min，排气后竖立在空气中自然冷却；（6）得到的装有熔化排气后成型材料的玻璃管垂直固定在区熔炉上，按区熔温度700～800℃，区熔宽度3～4cm，生长速度为2.5±1.0cm/h生长，生长完后空气中自然冷却；（7）敲碎外表的玻璃棒，将晶棒尖部30mm±10mm和尾部25mm±10mm切除。