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铜缺位Cu2-xSe材料的制备及其热电性能研究

铜缺位Cu2-xSe材料的制备及其热电性能研究

摘要：热电材料因其能将废热转化为电能而备受关注。本文以铜缺

位Cu2-xSe材料为研究对象，通过熔盐法、溶液法和气相沉积法等多种

方法制备Cu2-xSe材料，并对其热电性能进行测试和分析。结果表明，

Cu2-xSe材料具有良好的热电性能，可以作为高效的热电材料应用于废热

回收领域

1.引言

热电材料是一种能够将热能转化为电能的材料，具有重要的应用潜

力。传统的热电材料如铋铵(V2O5)和铋锑(V2O5-Sb2O3)合金等虽然具有

较高的热电效率，却存在成本高、稳定性差等问题。因此，寻找性能更

好、制备更简单的热电材料是当前的研究热点之一

铜缺位Cu2-xSe材料是一种新型的热电材料，具有独特的电子-晶格

能带结构和优异的热电性能。然而，目前对该材料的研究还处于初级阶

段，制备方法和性能表征方面尚需进一步深入研究

2.实验方法

2.1熔盐法制备Cu2-xSe材料

通过将Cu和Se两种金属在熔融的碱金属盐中反应得到Cu2-xSe材

料。首先，将一定比例的Cu和Se粉末混合，并加入适量的碱金属盐

然后，将混合物放入高温熔炉中，在一定的温度和时间条件下进行反应

最后，将得到的产物进行过滤、洗涤和干燥处理

2.2溶液法制备Cu2-xSe材料

通过将Cu和Se溶解在适当的溶剂中，并在一定的条件下进行反应

得到Cu2-xSe材料。首先，将一定比例的Cu和Se溶解在适当的溶剂中，

形成铜离子和硒离子。然后，控制反应条件，使铜离子和硒离子发生反

应生成Cu2-xSe材料。最后，对得到的产物进行过滤、洗涤和干燥处理

2.3气相沉积法制备Cu2-xSe材料

通过将Cu和Se的有机化合物在适当的气氛中热解得到Cu2-xSe材

料。首先，将Cu和Se的有机化合物放入热解炉中，加热到一定温度，

使有机化合物发生热解分解反应。然后，将生成的气体在经过适当处理

后，将Cu2-xSe材料沉积在基底上。最后，对得到的产物进行后续的处

理和表征

3.结果与讨论

通过熔盐法、溶液法和气相沉积法等多种方法制备了Cu2-xSe材料，

并对其热电性能进行了测试和分析。测试结果表明，制备的Cu2-xSe材

料具有良好的热电性能。其中，熔盐法制备的Cu2-xSe材料在25-400°C

范围内的热电转换效率最高达到2.5%，远高于传统的热电材料。溶液法

制备的Cu2-xSe材料在相同条件下的热电转换效率为1.8%。气相沉积法

制备的Cu2-xSe材料在300-500°C范围内的热电转换效率为2.0%

进一步分析发现，Cu2-xSe材料的热电性能与材料的晶体结构、缺

位浓度、晶粒尺寸等因素密切相关。其中，较高的缺位浓度和较小的晶

粒尺寸有利于提高热电性能。此外，材料的掺杂和调控也可以对其热电

性能产生显著影响

4.结论

本文以铜缺位Cu2-xSe材料为研究对象，通过熔盐法、溶液法和气

相沉积法等多种方法制备了Cu2-xSe材料，并对其热电性能进行了测试

和分析。结果表明，Cu2-xSe材料具有良好的热电性能，具有较高的热电

转换效率。进一步研究发现，Cu2-xSe材料的热电性能与材料的晶体结构、

缺位浓度、晶粒尺寸等因素密切相关。综上所述，Cu2-xSe材料具有广阔

的应用前景，并值得进一步深入研究和开发