[发明专利]新型热电转换材料及其制备方法，以及使用该新型热电转换材料的热电转换元件

权利要求书

1.一种热电转换材料，其具有天然超晶格结构，其中，Cu₂Te₂层和Bi₂O₂层沿c晶轴重复，

其中，Bi、O和Te的至少一种分别被M、Q1和Q2部分置换，或者Cu部分缺位，

其中，M为选自Ba、Sr、Ca、Mg、Cs、K、Na、Cd、Hg、Sn、Pb、Mn、Ga、In、Tl、As和Sb中的至少一种元素；Q1和Q2为选自S、Se、As和Sb中的至少一种元素。

2.根据权利要求1所述的热电转换材料，

其中，当x、y和z各自为在Bi、O和Te中分别被M、Q1和Q2置换的比例，且w为Cu缺位的比例时，x、y、z和w满足以下关系：

0≤x≤1/2、0≤y≤1/2和0≤z≤1/2。

3.根据权利要求1所述的热电转换材料，

其中，当x、y和z各自为在Bi、O和Te中分别被M、Q1和Q2置换的比例，且w为Cu缺位的比例时，x、y、z和w满足以下关系：

x=0、y=0和z=0。

4.根据权利要求1所述的热电转换材料，

其中，当x、y和z各自为在Bi、O和Te中分别被M、Q1和Q2置换的比例，且w为Cu缺位的比例时，x、y、z和w满足以下关系：

x+y+z>0。

5.根据权利要求4所述的热电转换材料，

其中，所述x、w、y和z满足以下关系：0≤x<0.15、0≤w≤0.2、0≤y<0.2和0≤z<0.5。

6.根据权利要求4所述的热电转换材料，

其中，所述M为选自Sr、Cd、Pb和Tl中的任意一种。

7.根据权利要求4所述的热电转换材料，

其中，所述Q1和Q2分别为Se或Sb。

8.根据权利要求4所述的热电转换材料，

其中，所述x、w、y和z满足以下关系：0≤x<0.15、0≤w≤0.2、0≤y<0.2和0≤z<0.5；且所述Q1和Q2分别为Se或Sb。

9.根据权利要求8所述的热电转换材料，

其中，所述x、w、y和z满足以下关系：0<x<0.15、w=0、y=0和z=0，且所述M为选自Sr、Cd、Pb和Tl中的任意一种。

10.根据权利要求8所述的热电转换材料，

其中，所述x、w、y和z满足以下关系：x=0、w=0、y=0和0<z≤0.5，且所述Q2为Se或Sb。

11.一种制备热电转换材料的方法，

其中，混合然后烧结Bi₂O₃、Bi、Cu和Te的粉末以制备由权利要求1所述的热电转换材料。

12.一种制备热电转换材料的方法，

其中，混合然后烧结Bi₂O₃、Bi、Cu、Te和选自Ba、Sr、Ca、Mg、Cs、K、Na、Cd、Hg、Sn、Pb、Mn、Ga、In、Tl、As和Sb或其氧化物中的至少一种以制备由权利要求1所述的热电转换材料。

13.一种制备热电转换材料的方法，

其中，将Bi₂O₃、Bi、Cu和Te与选自S、Se、As和Sb或其氧化物中的至少一种混合，然后选择性地向其中进一步混入选自Ba、Sr、Ca、Mg、Cs、K、Na、Cd、Hg、Sn、Pb、Mn、Ga、In、Tl、As和Sb或其氧化物中的至少一种，然后烧结以制备由权利要求1所述的热电转换材料。

14.根据权利要求11所述的制备热电转换材料的方法，

其中，所述烧结工序在400～570℃的温度下进行。

15.根据权利要求12所述的制备热电转换材料的方法，

其中，所述烧结工序在400～570℃的温度下进行。

16.根据权利要求13所述的制备热电转换材料的方法，

其中，所述烧结工序在400～570℃的温度下进行。