[发明专利]结合增加的功率因数和减小的热导率的改进的热电材料

权利要求书

1.一种形成热电材料的方法，该方法包含：

提供由第一技术制造且具有第一功率因数和第一热导率的至少一种化合物；

通过不同于所述第一技术的第二技术修改所述至少一种化合物的空间结构，被修改的所述至少一种化合物具有被多个边界彼此分开的多个部分，其中所述多个部分包含具有不小于所述第一功率因数的第二功率因数的一个或更多个部分，且被修改的所述至少一种化合物具有小于所述第一热导率的第二热导率。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述边界包含晶界且具有所述第二功率因数的所述一个或更多个部分包含两个或更多个部分。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第二技术包含将所述多个部分形成多个微粒并固化所述多个微粒。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述将所述多个部分形成多个微粒是从由碾压、球磨研磨、熔融纺丝和迅速淬火组成的组中选择出来的。

5.根据权利要求3所述的方法，其中所述固化所述多个微粒是从由热压、冷压和烧结组成的组中选择出来的。

6.根据权利要求3所述的方法，其中所述微粒包含保持所述至少一种化合物的电子特性的晶粒尺寸。

7.根据权利要求6所述的方法，其中基本上所述多个微粒中的每一个的掺杂剂浓度与所述至少一种化合物的掺杂剂浓度基本相同。

8.根据权利要求7所述的方法，其中基本上所述多个微粒中的每一个包含与所述至少一种化合物的化学计量基本相同的化学计量。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述边界包含相界且所述多个部分包含具有所述第二功率因数的第一部分和被所述第一部分包围的多个第二部分。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述至少一种化合物包含选定的第一成分，以使得在所述第二技术被实施后，所述第一部分包含具有选定的电子特性的第二成分。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述相界由旋节线分解形成。

12.根据权利要求9所述的方法，其中所述相界由晶核形成和成长形成。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述晶核形成发生在晶界处。

14.根据权利要求9所述的方法，其进一步包含通过调整所述至少一种化合物的成分修改所述第一部分的电子结构从而补偿所述多个第二部分。

15.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个部分的至少一个包含一个或更多个空间多相性。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述一个或更多个空间多相性包含与贡献于所述至少一种化合物的第二晶格热导率的声子波长可比的特征尺寸。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述一个或更多个空间多相性抑制声子在所述至少一种化合物内传播。

18.根据权利要求15所述的方法，其中所述一个或更多个空间多相性包含所述至少一种化合物的成分变化。

19.根据权利要求15所述的方法，其中所述一个或更多个空间多相性通过在至少第二化合物的矩阵内嵌入至少第一化合物的微粒而形成。

20.根据权利要求15所述的方法，其中所述一个或更多个空间多相性通过在所述至少一种化合物内产生多个微孔而形成。

21.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一技术包含添加至少一种掺杂剂到所述至少一种化合物。

22.根据权利要求21所述的方法，其中所述至少一种掺杂剂使所述至少一种化合物的电子态密度，即DOS失真。

23.根据权利要求21所述的方法，其中所述修改所述空间结构包含强化或机械地稳定被修改的所述至少一种化合物。

24.根据权利要求23所述的方法，其中所述强化或机械地稳定包含增加断裂韧度、硬度和屈服力中的至少一个。

25.根据权利要求23所述的方法，其中所述强化或机械地稳定包含增加功率因数、塞贝克系数和电导率中的至少一个。