用于沉积热电材料的方法_3

文档序号:9693439阅读:来源:国知局
器中借助超声波均质化。随后给纳米颗粒和有机溶剂的混合物添加
0.1ml十二烷基硫醇,以便在其表面形成起稳定化作用分子的单分子层。Bi4QTe54Se6的胶体溶液被引导穿过0.45微米膜过滤器,以便去除聚集的纳米颗粒。然后将胶体溶液加载到喷墨打印墨盒中并且将热电元件打印到聚酰亚胺膜上,并且在室温下在通风橱下干燥。经干燥的含有Bi4oTe54Se6纳米颗粒的层或者元件通过辊在200°C至250°C下热学烧结1至60分钟。将十二烷基硫醇的单分子层以热学方式从纳米颗粒的表面去除,以便能够实现颗粒的烧结和重结晶,并且得到在相邻的纳米颗粒之间和在整个烧结层上的导电性。
[0042]制造了由Bi1Sb3oTe6()纳米颗粒制成的P型热电层或元件,该纳米颗粒以与Bi4oTe54Se6纳米颗粒相似的胶体形式合成。将lOmmol硝酸祕和30mmol氯化铺(iii)一起与10ml蒸馏水短暂混合并且立即添加0.lmmol EDTA(乙二胺四价酸),以便得到溶液的约1.6的pH值。然后添加6M的NaOH溶液,以便得到11.5的pH值。将混合物搅拌4至6小时,以便得到澄清和透明的溶液。同时,将0.1Mo 1元素碲以粉末形式与硼氢化钠水溶液混合,以氩冲洗,并在强力搅拌情况下加热到95°C直至碲完全溶解。将铋盐和锑盐溶液快速注入碲溶液,并且循环30至40小时。通过离心将黑色沉淀从反应混合物分离,以蒸馏水冲洗多次并随后进行干燥。
[0043]将大约100mg干燥的Bi1Sb3oTe6()纳米颗粒与2ml甲醇、乙醇、异丙醇或其他适宜的溶剂混合并且在封闭的容器中借助超声波均质化。随后给纳米颗粒和有机溶剂的混合物添加0.lml十二烧基硫醇,以便在其表面形成起稳定化作用分子的单分子层。Bi1Sb3oTe6o的胶体溶液被引导穿过0.45微米膜过滤器,以便去除聚集的纳米颗粒。然后将胶体溶液加载到喷墨打印墨盒中并且将热电元件打印到聚酰亚胺膜上,并且在室温下在通风橱下干燥。经干燥的含有BiiQSb3QTe6()纳米颗粒的层或者元件通过辊在200°C至250°C下热学烧结1至60分钟。将十二烷基硫醇的单分子层以热学方式从纳米颗粒的表面去除,以便能够实现颗粒的烧结和重结晶,并且得到在相邻的颗粒之间和在整个烧结层上的导电性。
[0044]实施例2说明了在使用Bi4oTe54Se6纳米颗粒的胶体水溶液的情况下,借助激光打印形成由η型Bi4oTe54Se6纳米颗粒制成的热电层。
[0045]约50-100纳米直径并且不规则形状的Bi4QTe54Se6纳米颗粒首先以胶体形式合成。将50mmol硝酸祕与10ml蒸馈水短暂混合并且立即添加0.lmmol EDTA(乙二胺四价酸),以便得到溶液的约1.6的pH值。然后添加6M的NaOH溶液,以便得到混合物的11.5的pH值。将混合物搅拌4至6小时,以便随后能得到澄清和透明的溶液。同时,将0.1Mol元素碲和0.02Mol元素砸以粉末形式与硼氢化钠水溶液混合,以氩冲洗,加热到95°C并通过强力搅拌使碲完全溶解。在强力搅拌下将铋盐溶液快速加入碲溶液,并且将反应混合物额外循环30至40小时。通过离心将黑色沉淀从反应混合物分离,以蒸馏水冲洗多次并进行干燥。
[0046]将大约10g干燥的Bi4oTe54Se6纳米颗粒与200ml甲醇、乙醇、异丙醇或其他适宜的溶剂混合并且在封闭的容器中借助超声波均质化。随后给纳米颗粒和有机溶剂的混合物添加
0.1ml十二烷基硫醇,以便在其表面形成起稳定化作用分子的单分子层。Bi1QSb3QTe6()的胶体溶液被引导穿过0.45微米膜过滤器,以便去除聚集的纳米颗粒。将溶剂从混合物中蒸发并且干燥得到由Bi4oTe54Se6纳米颗粒制成的粉末,其在之前就覆盖有由十二烧基硫醇制成的单分子层。由纳米颗粒制成的粉末被加载到墨盒中并且在墨盒中被加载到激光打印机中,并且被打印出来。打印方法通过Bi4oTe54Se6纳米颗粒的静电加载实现,该Bi4oTe54Se6纳米颗粒在其表面上具有单分子层,其防止了在粉末中的相邻颗粒之间的导电性。经干燥的含有纳米颗粒的层或者元件在使用热学辊子的情况下在200°C至250°C下热学烧结1至3分钟。将由十二烷基硫醇制成的单分子层通过无压烧结以热学方式从纳米颗粒的表面去除,以便能够实现颗粒的重结晶,以及保障在相邻的纳米颗粒和整个层之间的导电性。
[0047]制造了由Bi1Sb3oTe6()纳米颗粒制成的P型热电层或元件,该纳米颗粒以与Bi4oTe54Se6纳米颗粒相似的胶体形式合成。将lOmmol硝酸祕和30mmol氯化铺(iii)一起与10ml蒸馏水短暂混合并且立即添加0.lmmol EDTA(乙二胺四价酸),以便得到溶液的约1.6的pH值。然后添加6M的NaOH溶液,以便得到11.5的pH值。将混合物搅拌4至6小时,以便得到澄清和透明的溶液。同时,将0.1Mo 1元素碲以粉末形式与硼氢化钠水溶液混合,以氩冲洗,并在强力搅拌情况下加热到95°C直至碲完全溶解。将铋盐和锑盐溶液快速注入碲的溶液,并且继续循环30至40小时。通过离心将黑色沉淀从反应混合物分离,以蒸馏水冲洗多次并随后进行干燥。
[0048]将大约10g干燥的Bi1QSb3QTe6()纳米颗粒与200ml甲醇、乙醇、异丙醇或其他适宜的溶剂混合并且在封闭的容器中借助超声波均质化。随后给纳米颗粒和有机溶剂的混合物添加0.lml十二烧基硫醇,以便在其表面形成起稳定化作用分子的单分子层。Bi1Sb3oTe6o的胶体溶液被引导穿过0.45微米膜过滤器,以便去除聚集的纳米颗粒。将溶剂从混合物中蒸发并且干燥得到由Bi1Sb3oTe6()纳米颗粒制成的粉末,其在之前就覆盖有由十二烧基硫醇制成的单分子层。由纳米颗粒制成的粉末被加载到墨盒中并且在墨盒中被加载到激光打印机中,并且被打印出来。打印方法通过Bi1QSb3QTe6()纳米颗粒的静电加载实现,该Bi4oTe54Se6纳米颗粒在其表面上具有单分子层,其防止了在粉末中的相邻颗粒之间的导电性。经干燥的含有纳米颗粒的层或者元件在使用热学辊子的情况下在200°C至250°C下热学烧结1至3分钟。将由十二烷基硫醇制成的单分子层通过无压烧结以热学方式从纳米颗粒的表面去除,以便能够实现颗粒的重结晶,并且保障在相邻的纳米颗粒之间的导电性和整个层的导电性。
[0049]实施例3涉及具有两个联接点的构件的嗔墨打印。结合图1说明了制造路径:
[0050]1.将p型掺杂的热电材料(102)和η型掺杂的热电材料(103)通过喷墨打印打印在带有铜触点(101)的柔性或刚性基材(100)上。这些铜区域可以以Ni层覆层(图1)。该基材材料可以是各种带有低导热性的塑料、硅酮、玻璃或陶瓷材料,例如凯夫拉尔(Kevlar)、卡普顿(Kapton),不同的电路板物料如EP2、85N、35N或者复合材料。铜区域可以由铜合金组成,其中,纯铜是优选的。该墨水含有BiTe纳米颗粒,其可选地掺杂有Se、Sb或其他材料,墨水备选地含有SiGe纳米颗粒,其可选地是以P、As、B等掺杂。
[0051 ] 2.在打印之后,烧结p型和η型热电材料。该烧结借助加热或微波辐射进行。
[0052]该构件按以下方式工作。将上排的铜触点(101)联接到热源上并且下排的铜触点联接在散热器上。Ρ型和η型热电材料(102/103)通过铜触点(101)串联连接。热电材料(102/103)上的温度梯度产生电压,该电压基于串联而相加。
[0053]实施例4公开了在使用Bi4oTe54Se6纳米颗粒的胶体水溶液的情况下,通过喷墨打印形成由带有空腔的η型Bi4QTe54Se6纳米颗粒制成的热电膜。约50至100纳米直径并且不规则形状的Bi4oTe54Se6纳米颗粒首先像实施例1那样以胶体形式合成。将大约lOOmg干燥的Bi4QTe54Se6纳米颗粒与2ml甲醇、乙
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