[发明专利]含有硫属元素的化合物、其制备方法和包含其的热电元件

权利要求书

1.一种由以下化学式1表示的含有硫属元素的化合物：

[化学式1]

V_xM_yPb_zSn_4-zBi₂Se₇

其中，在化学式1中，V是空位，M是碱金属，

x、y、z和4-z分别是V、M、Pb和Sn的摩尔比，x大于0且小于1，y大于0且小于1，x+y大于0且等于或小于1，z大于0且等于或小于1，并且x+y+z大于0且等于或小于2。

2.根据权利要求1所述的含有硫属元素的化合物，其中M是选自Li、Na和K中的一种或更多种碱金属。

3.根据权利要求1所述的含有硫属元素的化合物，其中所述化合物具有面心立方晶格结构的晶体结构。

4.根据权利要求3所述的含有硫属元素的化合物，其中所述空位V是所述面心立方晶格结构中除填充有Se、Sn、Pb和Bi的位点之外的空位点，并且

M填充在部分的所述空位V中。

5.根据权利要求3所述的含有硫属元素的化合物，其中

所述Se填充所述面心立方晶格结构的阴离子位点，

所述Sn、所述Pb和所述Bi填充所述面心立方晶格结构的阳离子位点，

所述空位V是除填充有Sn、Pb和Bi的位点之外的剩余阳离子位点的空位点，并且

所述M填充在部分的所述空位V中。

6.根据权利要求3所述的含有硫属元素的化合物，其中在所述面心立方晶格结构中，所述Pb在所述Sn的位点处进行取代。

7.根据权利要求1所述的含有硫属元素的化合物，其中所述化合物被用作热电转换材料。

8.一种用于制备根据权利要求1所述的含有硫属元素的化合物的方法，包括以下步骤：

使包含Sn、Pb、Bi、Se和碱金属M的原料的混合物熔化；

对经熔化的混合物进行热处理；

研磨经热处理的产物；以及

烧结经研磨的产物。

9.根据权利要求8所述的用于制备含有硫属元素的化合物的方法，其中所述熔化在750℃至900℃的温度下进行。

10.根据权利要求8所述的用于制备含有硫属元素的化合物的方法，其中所述热处理在500℃至650℃的温度下进行。

11.根据权利要求8所述的用于制备含有硫属元素的化合物的方法，还包括在所述热处理步骤和所述研磨步骤之间将所述热处理步骤的产物冷却以形成锭料的步骤。

12.根据权利要求8所述的用于制备含有硫属元素的化合物的方法，其中所述烧结步骤通过放电等离子体烧结法进行。

13.根据权利要求8所述的用于制备含有硫属元素的化合物的方法，其中所述烧结步骤在550℃至700℃的温度和10MPa至130MPa的压力下进行。

14.一种热电元件，包含根据权利要求1至6中任一项所述的含有硫属元素的化合物作为热电转换材料。