[發明專利]熱電材料、以及包括該熱電材料的熱電模塊和熱電裝置

有效

• 申請號: 201180017150.8
• 申請日: 2011-03-31
• 公開（公告）號: CN102822090A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 李鍾洙;李相睦
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: C01B19/00
• 分類號: C01B19/00;C22C1/04;C22C28/00;H01L35/16
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 金擬粲

1.一種熱電材料，其包括：

以下式1表示的化合物：

式1

(R_1-aR’_a)(T_1-bT’_b)_3±y

其中R和R’彼此不同，且R和R’各自包括選自稀土元素和過渡金屬中的至少一種元素，

T和T’彼此不同，且T和T’各自包括選自硫、硒、碲、磷、砷、銻、鉍、碳、硅、鍺、錫、硼、鋁、鎵和銦中的至少一種元素，

0≤a≤1，

0≤b≤1，以及

0≤y＜1。

2.權利要求1的熱電材料，其中所述式1表示的化合物具有包括二維層狀結構的結構。

3.權利要求1的熱電材料，其中所述式1的化合物具有包括介于阻擋層之間的基本上由T構成的雙層的結構，且各阻擋層基本上由R和T構成。

4.權利要求1的熱電材料，其中R和R’中的任意一個包括稀土元素。

5.權利要求1的熱電材料，其中T和T’中的任意一個包括選自S、Se和Te中的至少一種元素。

6.權利要求1的熱電材料，其中a為0至約0.5。

7.權利要求1的熱電材料，其中b為0至約0.5。

8.權利要求1的熱電材料，其中y為0至約0.5。

9.權利要求1的熱電材料，其中所述式1表示的化合物為以下式2表示的化合物：

式2

(R_1-a’R’_a’)(T_1-b’T’_b’)_3-y’

其中

R為稀土元素，

R’為過渡金屬，

T為選自S、Se和Te中的至少一種元素，

T’包括選自P、As、Sb、Bi、C、Si、Ge、Sn、B、Al、Ga和In中的至少一種元素，

0≤a’≤1，

0≤b’≤1，以及

0≤y’≤1。

10.權利要求9的熱電材料，其中y’等于或大于0且小于或等于約0.5。

11.權利要求1的熱電材料，其中所述式1表示的化合物具有多晶結構或單晶結構。

12.權利要求1的熱電材料，其中所述熱電材料在300開具有約3.5瓦/米·開或更小的熱導率。

13.權利要求1的熱電材料，其中所述熱電材料在300開具有約5微伏/開或更大的塞貝克系數。

14.權利要求1的熱電材料，其中所述熱電材料在300開具有約0.05或更大的性能指標。

15.權利要求1的熱電材料，

其中R’包括R’₁和R’₂，且R’₁和R’₂具有約1:9至約9:1的摩爾比，以及

其中T’包括T’₁和T’₂，且T’₁和T’₂具有約1:9至約9:1的摩爾比。

16.一種熱電模塊，其包括：

第一電極、第二電極以及介于所述第一電極和第二電極之間的熱電元件，其中所述熱電元件包括權利要求1的熱電材料。

17.一種熱電裝置，其包括：

供熱構件；和

熱電模塊，該熱電模塊包括：

從所述供熱構件吸收熱的熱電元件；

接觸所述熱電元件的第一電極；和

面對所述第一電極且接觸所述熱電元件的第二電極，其中

所述熱電元件包括權利要求1的熱電材料。

18.一種制造熱電材料的方法，該方法包括：

結合第一材料和第二材料以形成結合物；和

熱處理所述結合物以形成所述熱電材料，

其中

所述第一材料包括R和R’，R和R’彼此不同，且R和R’各自包括選自稀土元素和過渡金屬中的至少一種元素，

所述第二材料包括T和T’，T和T’彼此不同，且T和T’各自包括選自硫、硒、碲、磷、砷、銻、鉍、碳、硅、鍺、錫、硼、鋁、鎵和銦中的至少一種元素，以及

R和R’之和與T和T’之和的摩爾比為約1:2至約1:4。