[发明专利]一种CuInSe2

说明书

一种CuInSe₂/CuInTe₂热电复合材料的制备方法，采用熔融‑退火法制得Te缺位的CuInTe_2‑x热电材料粉体，将该粉体进行渗硒处理，得到CuInSe₂/CuInTe₂热电复合材料粉体，将该复合材料粉体进行急速热压烧结，得最终产品。本发明避免了传统方法制备时第二相分布不均匀、容易偏聚等缺点，同时可以通过控制渗硒的工艺参数来实现第二相CuInSe₂的精确控制，具有制备工艺简单、重复性好、可控性强、操作方便等优点，产业化前景良好，制备出的CuInSe₂/CuInTe₂热电复合材料热电优值ZT高，具有优良的热电性能，可大批量生产，适用于大规模生产。

技术领域

本发明涉及一种Cu基热电复合材料的制备方法，具体涉及一种CuInSe₂/CuInTe₂热电复合材料的制备方法，属于热电材料制备技术领域。

背景技术

热电材料是一种能够实现电能与热能相互转换的功能材料，由热电材料制作的热电器件具有体积小、无污染、无噪声、无传动部件、可靠性高等优点，在余热回收、空间电源、电子制冷等领域具有广泛的应用前景。热电材料的转换效率由热电优值ZT=σ S²T/κ来决定，其中σ为电导率、S为塞贝克系数、κ为热导率、T表示绝对温度。目前世界范围内广泛研究的热电材料体系主要有：Bi₂Te₃、方钴矿、PbTe、clathrate化合物、氧化物以及Cu基类金刚石结构热电材料。研究者采用各种方法对上述热电材料进行优化从而提高其热电优值ZT，主要方法有掺杂、填充、（纳米）复合等。目前，Cu基类金刚石结构体系（Cu₂SnSe₃、CuInTe₂、Cu₂ZnSnSe₄等）的热电材料由于其特殊的晶体结构和热电性能引起了研究者们的广泛关注。其中CuInTe₂热电材料主要是通过在In位、Te掺杂的方式来改善其热电优值（Sci AdvMater, 7, 2015，2672-2678；J Inorg Mater, 32, 2017，1171-1176；Chinese Phys B,26, 2017, 097201），也有少量通过外加第二相的方式来制备CuInTe₂的复合材料（ActaMater, 125, 2017，542-549）。以上方法存在掺杂不均匀或第二相偏聚等缺点，会导致热电优值ZT下降，热电材料的热电性能出现偏差。因此，研究一种能均匀掺杂、不出现偏聚的第二相掺杂方法对于提高Cu基类金刚石结构体系的热电性能具有重要意义。

发明内容

针对现有技术中CuInTe₂热电材料外加第二相容易偏聚、分布不均匀的不足，本发明提供了一种CuInSe₂/CuInTe₂热电复合材料的制备方法，该方法操作简单，可控性强，第二相CuInSe₂分布均匀、不会出现偏聚，所得CuInSe₂/CuInTe₂热电复合材料热电性能优异。

本发明以CuInTe₂为基体，以CuInSe₂为第二相，采用渗硒和急速热压烧结相结合的工艺制备出高性能的CuInSe₂/CuInTe₂热电复合材料。本发明制备工艺简单、重复性好，且具有可控性强、操作方便等优点，可大批量生产，制备的CuInSe₂/CuInTe₂热电复合材料具有优良的热电性能。本发明具体技术方案如下：

一种CuInSe₂/CuInTe₂热电复合材料的制备方法，其特征是包括以下步骤：