[发明专利]热电材料和包含其的热电装置

说明书

根据本发明的热电材料是p型方钴矿，并且包含Fe和Sb元素。在p型方钴矿粉末的烧结期间添加少量的Al，从而将p型方钴矿和Al一起烧结，并因此在热电材料中生成少量的AlSb，从而使降低热电材料性能的FeSbsubgt;2/subgt;组分的生成最小化。因此，热电材料可以有利地用于包含热电材料的热电装置中。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年6月11日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0066825号的申请日的权益，其全部内容通过引用并入本文。

本发明涉及使降低热电性能的组分的含量最小化的热电材料以及包含其的热电装置。

背景技术

近来，随着对替代性能源的开发和节约的关注提高，正在积极地进行对高效能量转换材料的调查和研究。特别地，正在加快对为热电能量转换材料的热电材料的研究。

这些热电材料为具有直接将热转换为电或反之将电转换为热的功能的金属或陶瓷材料，并且具有当施加温度差时即使在没有运动部件的情况下也可以发电的优点。在19世纪初发现了他们的热电现象(即，塞贝克(Seebeck)效应、佩尔捷(Peltier)效应和汤姆孙(Thomson)效应)之后，自20世纪30年代末以来随着半导体的进展，这些热电材料已经发展成具有高的热电性能指标。

同时，作为具有热电能量转换特性的下一代材料，研究出方钴矿化合物。方钴矿化合物作为有望通过降低晶格热导率来改善其热电能量转换特性的材料而具有巨大的潜力。

同时，用于生产包含方钴矿的热电材料的方法通常包括三个阶段，其中首先根据目标热电材料的化学组成将原料在各种条件下加热，并且使其经受热处理以合成锭状材料。将其粉碎并分级以生产粉末，然后将粉末在高温和高压下烧结以生产热电材料。

另外，如上所述的包括合成、粉碎、分级和烧结的生产方法应用于连续过程是昂贵的，并因此，在工业生产中，考虑到经济效率，首先如上所述大量生产热电材料粉末，随后，将粉末烧结以生产热电材料。换言之，随着大量生产变得可能，粉末的生产过程更加经济，而粉末的烧结过程由于高温加工特性而具有长的加工时间。因此，在粉末大量生产过程与烧结过程之间花费相当多的量的时间，并因此不可避免地将粉末储存长时间。

同时，本发明人发现，最终生产的热电材料的性能大大取决于通过上述方法生产的方钴矿粉末的储存条件。特别地，如以下详细描述的，已确定，在方钴矿粉末储存长时间时所生产的热电材料中发现使热电材料性能降低的材料。

在这一方面，本发明人对用于即使当如上所述在粉末被储存长时间之后生产热电材料时也能防止热电材料的性能降低的方法进行了深入研究，结果，发现当使用如下所述的热电材料及其生产方法时，上述问题得到解决，从而完成本发明。

发明内容

技术问题

本发明的一个目的是提供使降低热电性能的组分的含量最小化的热电材料和包含所述热电材料的热电元件。

技术方案

为了实现上述目的，本发明的一个实施方案提供了热电材料，其包含：以下化学式1的p型方钴矿材料，大于0重量％且7.5重量％或更小的AlSb，和大于0重量％且20重量％或更小的FeSb₂：

[化学式1]

(M)_m(Fe)_a(A')_a'(Co)_b(B')_b'(Sb)_c(C')_c'

在化学式1中，