制造用于热电能量直接转化的装置的方法

摘要

在用于进行热电或电热直接转化的装置中，本领域中已知为热电功率生成器、热电冷冻机和热电热泵，其能量转化效率和/或性能系数比传统的往复式或旋转热引擎和/或使用某些制冷剂的蒸汽压缩系统要低得多。例如，功率生成装置的能量转化效率除了热连接点和冷连接点温度之外，还取决于一指数，该指数在本领域中已知为热电品质因数Z＝S²σ/k，其中S、σ和k分别是构成所述装置的p型和/或n型热电元件或分支的材料的热电功率、电导率和热导率。为了获得能量转化效率的显著提高，需要10^-2K^-1数量级或更高的热电品质因数。可合理地预期用包含镁、硅、铅和钡，以及任选地包含一种或多种其它掺杂材料的合成物来实现这种数量级的品质因数。

主权项

1. 一种用于生产控制热电能量转化的装置的过程，所述装置由P型分支或热电元件、n型分支或热电元件、热连接点和冷连接点组成，所述过程包括在所述装置的n型分支和/或p型分支的制造中使用一种合成物，其中所述合成物包含镁、硅、铅和钡，其中钡相对于在没有钡的情况下镁的最大原子化学计量比例的原子比例是0.1至0.4，铅相对于在没有铅的情况下的硅的最大原子化学计量比例的原子比例是0.1至0.3，其中所述合成物较佳地包括一种或多种其它掺杂材料，其中用于所述装置的n型分支的其它掺杂材料包括从由氮、磷、砷、锑、铋、氧、硫、硒、碲、氯、溴、碘、镁、钡、锂、金、铝、铟、铁构成的组中选出的一种或多种元素和/或其化合物，用于所述装置的p型分支的其它掺杂材料包括从由铜、银、钠、钾、铷、铯、硼、硅、铅构成的组中选出的一种或多种元素和/或其化合物，其中所述掺杂材料包括从由铜、银、钠、钾、铷、铯、硼、硅、铅构成的组中选出的一种或多种元素和/或其化合物，其中所述合成物中的掺杂材料的原子比例或分子比例为10-8至10-1，自由电荷载流子浓度为每立方厘米1×1015至5×1020个载流子。