[发明专利]大尺寸纳米结构材料以及用于通过烧结纳米线来制作它的方法

权利要求书

1.一种热电固体材料，所述热电固体材料包括：

多个纳米线，其中：

所述多个纳米线的各纳米线对应于等于或大于10的纵横比；以及

所述多个纳米线的各纳米线在所述各纳米线的至少两个位置以化学方式接合到一个或多个其他纳米线。

2.如权利要求1所述的热电固体材料，其中：

所述热电固体材料包括第一连续表面和第二连续表面；

所述热电固体材料与从所述第一连续表面到所述第二连续表面的厚度相关；以及

所述厚度大于50μm。

3.如权利要求2所述的热电固体材料，其中，所述厚度大于100μm。

4.如权利要求3所述的热电固体材料，其中，所述厚度大于1mm。

5.如权利要求2所述的热电固体材料，其中：

所述第一连续表面与沿第一方向大于100μm的第一尺寸和沿第二方向大于100μm的第二尺寸相关，所述第二方向与所述第一方向垂直；以及

所述第二连续表面与沿第三方向大于100μm的第三尺寸和沿第四方向大于100μm的第四尺寸相关，所述第四方向与所述第三方向垂直。

6.如权利要求2所述的热电固体材料，配置成用来在热电装置中响应所述第一连续表面与所述第二连续表面之间的温度差而基于所述塞贝克效应来生成电力。

7.如权利要求2所述的热电固体材料，配置成用来在热电装置中基于所述珀耳帖效应将热从所述第一连续表面抽送到所述第二连续表面。

8.如权利要求1所述的热电固体材料，其中，所述热电固体材料与在高于300℃的温度下、在包括氧和氮的环境中大于0.1的热电优值系数ZT相关。

9.如权利要求1所述的热电固体材料，其中，所述热电优值系数ZT在高于600℃的温度下、在包括氧和氮的环境中大于0.1。

10.一种热电固体材料，所述热电固体材料包括：

多连接结构，包括多个结构元件和多个连接元件，所述多个结构元件通过所述多个连接元件来连接；

其中：

所述多个结构元件和所述多个连接元件包括一个或多个第一材料；

所述多个连接元件的各连续元件对应于等于或大于10的纵横比；

所述多个连接元件的各连接元件通过一个或多个空隙与结构元件或者另一个连接元件分隔；以及

所述一个或多个空隙对应于小于5W/m-K的热导率；

其中：

所述热电固体材料与第一体积相关；

所述多个结构元件和所述多个连接元件与第二体积相关；以及

所述第二体积与所述第一体积的比率的范围是从20％至99.9％；

其中所述热电固体材料与大于0.1的热电优值系数ZT相关。

11.如权利要求10所述的热电固体材料，其中，所述一个或多个空隙通过一个或多个氧化物材料来填充。

12.如权利要求10所述的热电固体材料，其中，所述一个或多个空隙通过空气填充。

13.如权利要求10所述的热电固体材料，其中，所述一个或多个空隙是一个或多个真空。

14.如权利要求10所述的热电固体材料，其中：

所述一个或多个第一材料是热电的；

所述一个或多个空隙通过一个或多个第二材料来填充；以及

所述一个或多个第二材料是热电的，并且与所述一个或多个第一材料不同。

15.一种热电固体材料，所述热电固体材料包括：

多个硅颗粒；

其中：

所述多个硅颗粒的各颗粒在任何维小于250nm；以及

所述多个硅颗粒纳米线的各颗粒对应于等于或大于10的纵横比。

16.如权利要求15所述的热电固体材料，其中，所述多个硅颗粒占据不到所述热电固体材料的总体积的90％。

17.如权利要求15所述的热电固体材料，其中，所述热电固体材料与大于0.1的热电优值系数ZT相关。

18.如权利要求15所述的热电固体材料，其中，所述多个硅颗粒的各颗粒的长度、宽度和高度小于250nm。