[发明专利]液相电沉积N型及P型薄膜温差电材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于温差电材料领域，特别涉及一种液相电沉积N型及P型薄膜温差电材料及制备方法。

背景技术

温差电材料在温差发电器、温差电制冷(加热)器以及温差电传感器方面有着广泛的应用。温差电材料的种类很多，包括低温区使用的Bi₂Te₃、Sb₂Te₃、HgTe、Bi₂Se₃、Sb₂Se₃和ZnSb等，中温区使用的PbTe、SbTe、Bi(SiSb₂)和Bi₂(GeSe)₃等，高温区使用的GrSi₂、MnSi_1.7、FeSi₂、CoSi和Ge_0.3Si_0.7等。这些温差电材料多采用熔炼或者热压烧结的方法制备。

在各种高、精、尖技术不断向小型化和微型化发展的今天，微型温差电池、微型温差电制冷(加热)器、温差电传感器的应用领域不断扩大。微型温差电池、微型温差电制冷(加热)器、温差电传感器的的制备需要采用薄膜温差电材料。

发明内容

本发明提出了一种采用液相电沉积的方法制备N型及P型薄膜温差电材料及制备方法。液相电沉积的方法制备N型及P型薄膜温差电材料具有制造成本低、易于大规模生产的优点。

本发明制备的液相电沉积N型及P型薄膜温差电材料包括：1)低温区使用的Bi2Te3及其掺杂温差电材料、ZnSb及其掺杂温差电材料、Sb₄Te₅及其掺杂温差电材料；2)中温区使用的Pb_1-XSn_XTe及其掺杂温差电材料、PbTe及其掺杂温差电材料、SbTe及其掺杂温差电材料、Bi(SiSb₂)及其掺杂温差电材料、Bi₂(GeSe)₃及其掺杂温差电材料、CoAs₃及其掺杂温差电材料、CoSb₃及其掺杂温差电材料、Sr₈Ga₁₆Ge₃₀及其掺杂温差电材料、Ba₈Ga_xGe_46-x及其掺杂温差电材料、ZrNiSn及其掺杂温差电材料、MNiSn及其掺杂温差电材料、CoSb及其掺杂温差电材料、CsBi₄Te₆及其掺杂温差电材料；.3)高温区使用的MnSi_1.7及其掺杂温差电材料、FeSi₂及其掺杂温差电材料、CoSi及其掺杂温差电材料和Ge_1-XSi_X及其掺杂温差电材料。

本发明的液相电沉积N型及P型薄膜温差电材料的制备方法，由电源、电源连接导线、阳极、阴极、电沉积容器、电沉积溶液、搅拌装置构成的电沉积体系中进行；电源的两个极柱通过二根电源连接导线分别连接到位于电沉积溶液中的阳极和阴极，电沉积溶液置于电沉积容器内，位于电沉积溶液中的阳极和阴极分别位于电沉积容器的两侧；接通电源开关，启动溶液搅拌装置对电沉积溶液进行搅拌，通过调节输出电流或者电压的大小，控制电沉积溶液中的离子在阴极的沉积速率，在阴极表面制备出薄膜温差电材料。

本发明的电沉积体系中增加惰性气体装置，在电沉积溶液中通入惰性气体以去除电沉积溶液中的溶解氧。