品。
[0090]比較例
[0091]對粉末形式的Cu和Se進行稱重以符合化學式Cu2Se,然后以與實施例1相同的方法混合并合成以獲得Cu2Se化合物。此外，以與實施例1相同的方法對該化合物進行燒結(jié)以獲得比較例的樣品。
[0092]針對實施例1至6的熱電材料，分析XRD圖譜。分析結(jié)果示于圖2中。另外，圖2的A部分以放大狀態(tài)示于圖3中。在圖3中，當Cu作為單一組分存在時出現(xiàn)的Cu峰用B標記。
[0093]參照圖1和2，可發(fā)現(xiàn)實施例1至6的樣品形成Cu2Se單斜晶系主相，并且Cu峰隨著過量Cu的趨勢而增大。另外，沒有觀察到除上述之外的其他第二相。
[0094]因此，根據(jù)測量結(jié)果，可以理解，實施例1至6的全部樣品都形成為CuxSe1-ySy而未形成為Cu2S，CuxSe1-ySy通過CuxSe的一些Se位點被取代為S獲得。
[0095]另外，針對實施例1至6的樣品和比較例的樣品，通過使用LFA457(NetZSch)在預定溫度間隔下測量熱擴散率(TD)。實施例1至6和比較例的測量結(jié)果示于圖4中。
[0096]另外，針對實施例1至6的樣品和比較例的樣品，通過使用ZEM-3(Ulvac-Riko,Inc.)在預定溫度間隔下測量電導率和塞貝克系數(shù)。其中，實施例1至6和比較例的塞貝克系數(shù)(S)的測量結(jié)果示于圖5中。
[0097]另外，針對實施例1至6的樣品和比較例的樣品，計算基于溫度的晶格熱導率(kl)和ZT值。計算結(jié)果示于圖6和7中。特別地，晶格熱導率通過利用維德曼-夫蘭茲(Wiedemann-Franz)定律來獲得，并且此時使用的洛倫茲(Lorenz)常數(shù)為1.86 X 10—8。更具體地，晶格熱導率可利用以下方程式進行計算。
[0098]Kl = K 總-Ke
[0099]在此，Kl表示晶格熱導率，K總表示熱導率，并且Ke3表示基于電導率的熱導率。另外，Ke可表不如下:
[0100]Ke = OLT
[0101 ]在此，σ意指電導率，并且L為洛倫茲常數(shù)并且表示1.86Ε-8。另外，T意指溫度(K)。
[0102]首先，參照圖4的結(jié)果，可發(fā)現(xiàn)，與比較例的熱電材料相比，由CuxSe1-ySy(2<x<2.6,0〈y〈l)表示的實施例1至6的熱電材料的熱擴散率在整個100°C至500°C的溫度范圍內(nèi)非常低。
[0103]更具體地，比較例的熱電材料的熱擴散率大于0.4mm2/s，但是實施例的熱電材料的熱擴散率不大于0.4mm2/s。另外，與實施例1至6的熱電材料相比，比較例的熱電材料表現(xiàn)出至少兩倍的熱擴散率。特別地，實施例2至6的熱電材料的熱擴散率在100°C至500°C的溫度范圍內(nèi)為0.2mm2/s或更低，這意味著熱導率與比較例相比大大降低至約三分之一或四分之一水平。
[0104]接著，參照圖5的結(jié)果，可發(fā)現(xiàn)，與比較例的熱電材料相比，根據(jù)本公開內(nèi)容的實施例I至6的熱電材料的塞貝克系數(shù)(S)在整個50 °C至500 °C的溫度范圍內(nèi)非常高。
[0105]代表性地，比較例的熱電材料的塞貝克系數(shù)在5000C或更低的溫度下僅為120μΥ/Κ或更低，但是實施例1至6的熱電材料在500 0C下表現(xiàn)出175μν/Κ或更高的塞貝克系數(shù)。特別地，在實施例2至6中，塞貝克系數(shù)在500°C下為220μν/Κ或更高，并且另外，在實施例3至6中，塞貝克系數(shù)為260μν/Κ或更高。
[0106]另外，參照圖6的結(jié)果，比較例的熱電材料的晶格熱導率在200°C至500 °C的溫度范圍內(nèi)大于0.4W/mK，但是實施例1至6的熱電材料在相同溫度范圍內(nèi)顯示出低于0.4W/mK的晶格熱導率。
[0107]特別地，比較例的熱電材料在200°C下顯示出約0.65W/mK的晶格熱導率，但是實施例I至6的熱電材料顯示出0.4W/mK的晶格熱導率，這與上述比較例的晶格熱導率的差異非常大。另外，實施例2的熱電材料在200°C下顯示出約0.25W/mK的晶格熱導率，這大大低于比較例的晶格熱導率。
[0108]接著，參照圖7的結(jié)果，可發(fā)現(xiàn)，與比較例的熱電材料相比，在實施例的熱電材料中，ZT值在200°C至500°C的溫度范圍內(nèi)提高為約3倍至4倍。
[0109]例如，在200°C下，比較例的ZT值僅為約0.15，但是實施例1至6的ZT值為0.35或更高。特別地，實施例2至6的ZT值為0.5或更高。另外，在實施例2和3中，ZT值為約0.6，是比較例的約4倍。
[0110]另外，在300°C下，比較例的ZT值為約0.25或更低，但是實施例1至6的ZT值大于0.5。特別地，實施例2至6的ZT值為0.7或更高。另外，在實施例2和3中，ZT值大于0.8，與比較例差異很大。
[0111]另外，在400 °C下，比較例的ZT值為約0.35或更低，但是實施例1至6的ZT值為0.8或更高，進一步為1.0或更高，為比較例的至少兩倍。另外，在實施例2中，ZT值為約1.1，與比較例差異很大。
[0112]另外，在500°C下，比較例的ZT值為約0.5，但是實施例1至6的ZT值為0.9或更高，進一步為1.0或更高。特別地，在實施例2中，ZT值為1.25或更高。
[0113]由上所述，可理解，與比較例的熱電材料相比，根據(jù)本公開內(nèi)容的每個實施方案的熱電材料在整個100 °C至500 °C溫度的范圍內(nèi)具有大大降低的熱擴散率、更高的塞貝克系數(shù)和大大提高的ZT值等。因此，可認為本公開內(nèi)容的熱電材料具有優(yōu)異的熱電轉(zhuǎn)換性能。
[0114]已經(jīng)詳細地描述了本公開內(nèi)容。然而，應該理解，由于根據(jù)該詳細描述，在本公開內(nèi)容的精神和范圍內(nèi)的各種變化和修改對本領域的技術人員而言變得明顯，所以詳細描述和具體實施例，雖然說明了本公開內(nèi)容的優(yōu)選實施方案，但僅以舉例說明的方式給出。
【主權項】
1.一種熱電材料，其由以下化學式表不: 〈化學式1>CllxSe1-yQy 其中Q為選自S和Te的至少一種元素，2〈x < 2.6并且0〈y〈l。2.根據(jù)權利要求1所述的熱電材料，其中在化學式I中，X滿足條件X<2.2o3.根據(jù)權利要求1所述的熱電材料，其中在化學式I中，X滿足條件X<2.104.根據(jù)權利要求1所述的熱電材料，其中在化學式I中，X滿足條件2.025<xo5.根據(jù)權利要求1所述的熱電材料，其中在化學式I中，y滿足條件y〈0.1。6.根據(jù)權利要求1所述的熱電材料，其中在化學式I中，y滿足條件y<0.05。7.一種制造熱電材料的方法，所述方法包括: 通過根據(jù)權利要求1所限定的化學式I對Cu、Se和Q進行稱重和混合形成混合物;和 對所述混合物進行熱處理以形成由化學式I表示的化合物。8.根據(jù)權利要求7所述的制造熱電材料的方法，其還包括: 在化合物的形成步驟之后對所述化合物進行加壓燒結(jié)。9.根據(jù)權利要求8所述的制造熱電材料的方法，其中所述加壓燒結(jié)步驟通過熱壓或放電等離子體燒結(jié)來進行。10.—種熱電轉(zhuǎn)換元件，其包含權利要求1至6中任一項所限定的熱電材料。11.一種熱電發(fā)電機，其包含根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的熱電材料。
【專利摘要】公開了一種具有優(yōu)異熱電性能的熱電材料。根據(jù)本發(fā)明的熱電材料可以由如下的化學式1表示。<化學式1>CuxSe1-yQy，其中，在化學式1中，Q為S和/或Te，并且2<x≤2.6，0<y<1。
【IPC分類】H01L35/14
【公開號】CN105612625
【申請?zhí)枴緾N201480054978
【發(fā)明人】高京門, 金兌訓, 樸哲熙
【申請人】株式會社Lg化學
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2014年10月16日
【公告號】EP3038175A1