[发明专利]热电材料、以及包括该热电材料的热电模块和热电装置

权利要求书

1.一种热电材料，其包括：

以下式1表示的化合物：

式1

(R_1-aR’_a)(T_1-bT’_b)_3±y

其中R和R’彼此不同，且R和R’各自包括选自稀土元素和过渡金属中的至少一种元素，

T和T’彼此不同，且T和T’各自包括选自硫、硒、碲、磷、砷、锑、铋、碳、硅、锗、锡、硼、铝、镓和铟中的至少一种元素，

0≤a≤1，

0≤b≤1，以及

0≤y＜1。

2.权利要求1的热电材料，其中所述式1表示的化合物具有包括二维层状结构的结构。

3.权利要求1的热电材料，其中所述式1的化合物具有包括介于阻挡层之间的基本上由T构成的双层的结构，且各阻挡层基本上由R和T构成。

4.权利要求1的热电材料，其中R和R’中的任意一个包括稀土元素。

5.权利要求1的热电材料，其中T和T’中的任意一个包括选自S、Se和Te中的至少一种元素。

6.权利要求1的热电材料，其中a为0至约0.5。

7.权利要求1的热电材料，其中b为0至约0.5。

8.权利要求1的热电材料，其中y为0至约0.5。

9.权利要求1的热电材料，其中所述式1表示的化合物为以下式2表示的化合物：

式2

(R_1-a’R’_a’)(T_1-b’T’_b’)_3-y’

其中

R为稀土元素，

R’为过渡金属，

T为选自S、Se和Te中的至少一种元素，

T’包括选自P、As、Sb、Bi、C、Si、Ge、Sn、B、Al、Ga和In中的至少一种元素，

0≤a’≤1，

0≤b’≤1，以及

0≤y’≤1。

10.权利要求9的热电材料，其中y’等于或大于0且小于或等于约0.5。

11.权利要求1的热电材料，其中所述式1表示的化合物具有多晶结构或单晶结构。

12.权利要求1的热电材料，其中所述热电材料在300开具有约3.5瓦/米·开或更小的热导率。

13.权利要求1的热电材料，其中所述热电材料在300开具有约5微伏/开或更大的塞贝克系数。

14.权利要求1的热电材料，其中所述热电材料在300开具有约0.05或更大的性能指标。

15.权利要求1的热电材料，

其中R’包括R’₁和R’₂，且R’₁和R’₂具有约1:9至约9:1的摩尔比，以及

其中T’包括T’₁和T’₂，且T’₁和T’₂具有约1:9至约9:1的摩尔比。

16.一种热电模块，其包括：

第一电极、第二电极以及介于所述第一电极和第二电极之间的热电元件，其中所述热电元件包括权利要求1的热电材料。

17.一种热电装置，其包括：

供热构件；和

热电模块，该热电模块包括：

从所述供热构件吸收热的热电元件；

接触所述热电元件的第一电极；和

面对所述第一电极且接触所述热电元件的第二电极，其中

所述热电元件包括权利要求1的热电材料。

18.一种制造热电材料的方法，该方法包括：

结合第一材料和第二材料以形成结合物；和

热处理所述结合物以形成所述热电材料，

其中

所述第一材料包括R和R’，R和R’彼此不同，且R和R’各自包括选自稀土元素和过渡金属中的至少一种元素，

所述第二材料包括T和T’，T和T’彼此不同，且T和T’各自包括选自硫、硒、碲、磷、砷、锑、铋、碳、硅、锗、锡、硼、铝、镓和铟中的至少一种元素，以及

R和R’之和与T和T’之和的摩尔比为约1:2至约1:4。