[发明专利]一种热电薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种热电薄膜的制备方法，其包括步骤：在第一衬底上制备硫族单质薄膜；在第二衬底上制备金属薄膜，所述金属为铋、锡和锑中的一种或多种；将所述硫族单质薄膜与所述金属薄膜叠加，得到叠加膜层；在真空或惰性气氛下对所述叠加膜层进行加热处理，制得所述热电薄膜。本发明提供的热电薄膜制备方法简单方便，其可与多种方法结合制备薄膜，且无需制备复合靶材或者复合粉末，极大简化了热电薄膜制备流程，制备成本低，更容易实现产业化推广。

技术领域

本发明涉及热电材料制备领域，尤其涉及一种热电薄膜的制备方法。

背景技术

热电材料基于载流子的输运实现热电的相互转换，其在半导体发电、制冷和传感等领域都具有重要作用。热电薄膜材料由于其在微型化、柔性化应用方面具有天然的优势，因此备受研究者的关注。因此，获取高质量热电薄膜及其合成方法是目前热电技术领域的前沿研究课题之一。

物理气相沉积技术是目前被广泛应用于开发高性能热电薄膜材料的方法，其中常见的方法为磁控溅射、离子束溅射、热蒸发等，但根据已有的报道，这些技术在合成化合物半导体热电薄膜材料方面仍存在可重复性差，且难以实现大面积热电薄膜材料的生产加工等问题，在材料结晶控制、组分控制等方面也存在不同的缺陷，导致热电薄膜的性能始终较低。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种热电薄膜的制备方法，旨在解决现有热电薄膜的制备方法存在制备流程复杂、成本较高，难以实现产业化推广的问题。

本发明的技术方案如下：

一种热电薄膜的制备方法，其中，包括步骤：

在第一衬底上制备硫族单质薄膜；

在第二衬底上制备金属薄膜，所述金属为铋、锡和锑中的一种或多种；

将所述硫族单质薄膜与所述金属薄膜叠加，得到叠加膜层；

在真空或惰性气氛下对所述叠加膜层进行加热处理，制得所述热电薄膜。

所述热电薄膜的制备方法，其中，所述金属薄膜为金属单质薄膜或金属合金薄膜。

所述热电薄膜的制备方法，其中，所述硫族单质薄膜为硫单质薄膜、硒单质薄膜和碲单质薄膜中的一种。

所述热电薄膜的制备方法，其中，所述加热处理的温度为300-500℃。

所述热电薄膜的制备方法，其中，所述加热处理的时间为15-120min。

所述热电薄膜的制备方法，其中，所述硫族单质薄膜为硒单质薄膜，所述金属薄膜为铋单质薄膜。

所述热电薄膜的制备方法，其中，在真空或惰性气氛下对所述叠加膜层进行加热处理，制得所述热电薄膜的步骤中，还包括：

在垂直所述叠加膜层的方向上施加压力。

所述热电薄膜的制备方法，其中，所述第一衬底和第二衬底独立地选自玻璃、硅片和有机薄片中的一种。

所述热电薄膜的制备方法，其中，采用物理气相沉积方法或化学气相沉积方法在所述第一衬底上制备硫族单质薄膜；和/或，采用物理气相沉积方法或化学气相沉积方法在所述第二衬底上制备金属薄膜。

有益效果：本发明通过将硫族单质薄膜与所述金属薄膜叠加，得到叠加膜层，然后在真空或惰性气氛下对所述叠加膜层进行加热处理，制得所述热电薄膜。本发明提供的热电薄膜制备方法简单方便，其可与多种方法结合制备薄膜，且无需制备复合靶材或者复合粉末，极大简化了热电薄膜制备流程，制备成本低，更容易实现产业化推广。

附图说明

图1为本发明提供的一种热电薄膜的制备方法较佳实施例的流程图。