CN104209524B - 柔性热电薄膜的制备方法 - Google Patents

柔性热电薄膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种柔性热电薄膜的制备方法,包括以下步骤:合成热电材料铸锭;将合成的热电材料铸锭研磨、过筛后得到热电材料粉体;将粘结剂、分散剂和有机溶剂混合后搅拌均匀,配制成浆料;将所述热电材料粉体和所述浆料均匀混合,得到混合料;利用丝网印刷法或流延法将所述混合料沉积在柔性基底上,得到柔性热电薄膜的前驱体;将所述前驱体做干燥处理,再进行微波烧结后冷却,得到柔性热电薄膜。该方法突破了高熔点的热电材料在低熔点的柔性基底上制备薄膜的工艺瓶颈,可在较短时间和较低烧结温度下得到高质量、热电性能优异的柔性热电薄膜。

Description

柔性热电薄膜的制备方法
技术领域
本发明涉及热电材料的制备,特别是涉及一种柔性热电薄膜的制备方法。
背景技术
近年来,微机电系统、微电子系统、系统芯片等微型固态装置的应用十分广泛。这类微型固态装置通常需要具有低输出功率、高输出电压的微型电池为其供电。基于热电薄膜材料的微型温差电池是一种具有发展前景的具有低输出功率、高输出电压的微型电源,因此,对于热电薄膜材料的研究也引起人们的广泛重视。
目前,热电薄膜材料的制备方法有多种,如物理气相沉积、化学气相沉积、金属有机化学气相沉积、磁控溅射、电子束蒸发和电化学沉积等方法。在进行柔性热电薄膜的制备时,需要将热电薄膜沉积在柔性基底上,而大部分柔性基底熔点较低,因而,很多制备方法(如化学气相沉积、电子束蒸发等)由于沉积温度较高(达500℃以上),在薄膜沉积过程中会将柔性基底(如聚酰亚胺等)熔融而导致薄膜制备无法顺利进行。此外,为了提高热电薄膜的性能,经常需要对热电薄膜进行热处理。热电薄膜的热处理通常在电炉中进行,退火时较高的温度也会导致柔性衬底的熔融。因此,如何在较低的温度下得到性能优异的柔性热电薄膜成为当前研究的热点。
发明内容
本发明提供了一种柔性热电薄膜的制备方法,能够在较低的温度下制备出性能优良的柔性热电薄膜。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种柔性热电薄膜的制备方法,包括以下步骤:
S100:合成热电材料铸锭;
S200:将合成的热电材料铸锭研磨、过筛后得到热电材料粉体;
S300:将粘结剂、分散剂和有机溶剂混合后搅拌均匀,配制成浆料;
S400:将所述热电材料粉体和所述浆料均匀混合,得到混合料;
S500:利用丝网印刷法或流延法将所述混合料沉积在柔性基底上,得到柔性热电薄膜的前驱体;
S600:将S500中得到的前驱体做干燥处理,再进行微波烧结后冷却,得到柔性热电薄膜。
较佳地,步骤S100中,利用区熔法、等离子放电烧结法、水热法或热压法合成热电材料铸锭。
较佳地,步骤S200中,过筛后得到的热电材料粉体的粒径为1μm~10μm。
较佳地,步骤S300中,所述粘结剂为邻苯二甲酸二丁酯和聚乙烯醇缩丁醛树脂中的一种或两种;所述分散剂为司班-80和1-甲基-2-吡咯烷酮中的一种或两种;所述有机溶剂为松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、聚乙二醇400和1-4丁内酯中的一种或多种。
较佳地,步骤S300中,所述粘结剂、分散剂和有机溶剂混合的体积比为(5~10):1:(80~95)。
较佳地,步骤S300中,得到的浆料粘度为5Pa·s~40Pa·s。
较佳地,步骤S400中,所述热电材料粉体和所述浆料的体积比为(0.7~1):1。
较佳地,步骤S600中,在真空干燥炉中对所述前驱体进行干燥:
所述真空干燥炉的真空度为100Pa~200Pa,干燥温度为70℃~90℃,干燥时间为2h~3h。
较佳地,步骤S600中,将所述干燥后的前驱体进行微波烧结包括以下步骤:
S610:将所述干燥后的前驱体置于所述微波烧结炉中,并将所述微波烧结炉抽真空;
S620:用功率为100W~200W的微波将所述前驱体升温至200℃~250℃,然后用功率为100W~200W的微波保温4h~5h;
S630:用功率为200W~300W的微波将经步骤S620处理过的前驱体升温至300℃~350℃,然后用功率为150W~200W的微波保温1h~3h;
S640:将经步骤S630处理过的前驱体自然冷却后得到柔性热电薄膜。
较佳地,步骤S620中的升温速率为20℃/min~30℃/min;
步骤S630中的升温速率为20℃/min~40℃/min。
较佳地,所述柔性基底为聚酰亚胺薄膜、聚乙烯醇薄膜或聚酯薄膜;所述柔性热电薄膜为Bi2Te3基柔性热电薄膜、PbTe基柔性热电薄膜或CoSb3基柔性热电薄膜。
本发明的有益效果如下:
本发明采用丝网印刷法/流延法与微波烧结相结合的工艺来制备柔性热电薄膜。由于丝网印刷法或流延法的制备温度较低,因而,对基底的材质要求较低,突破了高熔点的热电材料在低熔点的柔性基底上沉积薄膜的工艺瓶颈,达到了降低成本、简化工艺的目的;同时,由于微波烧结具有升温速度快、烧结时间短、能降低烧结温度的特点,这既克服了柔性基底的低熔点,又满足了热电材料的热处理条件;并且,利用微波烧结可实现前驱体的快速均匀加热,薄膜内部不会形成热应力,有利于粘结剂、分散剂和有机溶剂的挥发,且微波烧结的升温速度很快,可提高薄膜的均匀性及致密性,从而改善材料的各方面性能。
附图说明
图1为实施例1中得到的Bi2Te3基柔性热电薄膜的表面扫描电镜图;
图2为实施例1中得到的Bi2Te3基柔性热电薄膜的X射线衍射图;
图3为实施例1中得到的Bi2Te3基柔性热电薄膜的电导率随温度的变化图;
图4为实施例1中得到的Bi2Te3基柔性热电薄膜的Seebeck系数随温度的变化图;
图5为实施例1中得到的Bi2Te3基柔性热电薄膜的功率因子随温度的变化图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
本发明提供了一种柔性热电薄膜的制备方法,该方法采用丝网印刷法/流延法与微波烧结工艺相结合的方式,可突破高熔点的热电材料在低熔点的柔性基底上制备薄膜的工艺瓶颈,在较短时间和较低烧结温度下得到高质量、热电性能优异的热电薄膜。
本发明的柔性热电薄膜的制备方法包括以下步骤:
S100:合成热电材料铸锭。
合成热电材料铸锭的方法有多种,如区熔法、等离子放电烧结法,水热法、热压法等。
在其中一个实施例中,优选区熔法进行热电材料铸锭的合成,其具有高效、快速、工艺简单等优点。具体步骤为:
按照所需的热电材料的成分比称取原料,然后将原料混合均匀,再放入区熔炉中进行熔炼,最终得到热电材料铸锭。作为优选,利用区熔法合成热电材料铸锭时所采用的具体参数为:熔融温度为750℃~950℃,熔区宽度为30mm~40mm,温度梯度为15℃/cm~50℃/cm,热电材料铸锭的生长速度为20mm/h~30mm/h。
S200:将合成的热电材料铸锭研磨、过筛后得到热电材料粉体。
为了提高热电材料铸锭的研磨速率,采用球磨机进行研磨。较优地,球磨罐为聚四氟乙烯球磨罐,球磨珠为氧化锆球磨珠,球磨机转速为350r/min~400r/min,球磨时间为20h~24h。
对热电材料铸锭进行研磨后,需要对研磨后得到的粉体进行过筛处理,去除不合格的粉体颗粒,留下符合要求的热电材料粉体,以便于后续步骤中得到性能优良的热电薄膜。较佳地,过筛后得到的热电材料粉体的粒径为1μm~10μm。
S300:将粘结剂、分散剂和有机溶剂混合后搅拌均匀,配制成浆料。
作为一种可实施方式,采用搅拌机对混合后的粘结剂、分散剂和有机溶剂进行搅拌,搅拌条件为常压,搅拌速度为300r/min~500r/min,搅拌时间为10h~12h。
粘结剂可增加浆料的粘附性;分散剂可有效分散浆料中的各组分,提高浆料的均匀性和稳定性;有机溶剂为浆料中的主体,起到溶解浆料中各组分的作用。
作为优选,粘结剂采用邻苯二甲酸二丁酯和聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)中的一种或两种;分散剂采用司班-80和1-甲基-2-吡咯烷酮中的一种或两种;有机溶剂采用松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、聚乙二醇400(PEG400)和1-4丁内酯中的一种或多种(包括两种)。
需要说明的是,粘结剂、分散剂和有机溶剂的选用不局限于上述几种,也可采用生产和实验中常见的其他具有相应功能的试剂。此外,S300中,除了粘结剂、分散剂和有机溶剂外,还可在浆料中添加其他化学试剂,如助溶剂等。
浆料的作用是使热电材料粉体在柔性基底上成膜。因此,需要浆料具备较高的粘度,使得热电材料粉体能够与基底之间具有较高的粘附力,提高成膜的稳定性。较佳地,步骤S300中得到的浆料粘度为5Pa·s~40Pa·s。
作为一种可实施方式,步骤S300中,粘结剂、分散剂和有机溶剂混合的体积比为(5~10):1:(80~95)。该比例下,浆料具有较高的粘度,同时又能减小浆料对最终得到的柔性热电薄膜造成的影响。
S400:将步骤S200中得到的热电材料粉体和步骤S300中得到的浆料均匀混合,得到混合料。
在混合料中,浆料所占的比例太少,不利于热电材料粉体的均匀混合;浆料所占的比例太大,则后续得到的热电材料薄膜的致密度会受到影响。作为优选,热电材料粉体和浆料的体积比为(0.7~1):1。
S500:利用丝网印刷法或流延法将混合料沉积在柔性基底上,得到柔性热电薄膜的前驱体。
其中,柔性基底可为聚酰亚胺薄膜,也可为聚乙烯醇薄膜或聚酯薄膜等。
较佳地,当采用丝网印刷法进行热电薄膜的前驱体的制备时,采用的丝印网大小为600目~1000目,印刷时刮刀与丝印网的角度为45°~60°,刮刀对丝印网施加的压力为15N~20N;刮刀以3mm/s~10mm/s的速度在丝印网上往复印刷2~5次。
S600:将S500中得到的前驱体做干燥处理,再进行微波烧结后冷却,得到柔性热电薄膜。
作为一种可实施方式,利用真空干燥炉对前驱体进行干燥,较佳地,真空干燥炉的真空度为100Pa~200Pa,干燥温度为70℃~90℃,干燥时间为2h~3h。
在其中一个实施例中,将干燥后的前驱体进行微波烧结包括以下步骤:
S610:将干燥后的前驱体置于微波烧结炉中,并将微波烧结炉抽真空。较佳地,微波烧结炉的真空度为10-1Pa量级。
S620:用功率为100W~200W的微波将前驱体升温至200℃~250℃,然后用功率为100W~200W的微波保温4h~5h。
该步骤的作用为通过微波加热除去前驱体中的粘结剂、分散剂和有机溶剂等高分子。优选地,该步骤中的升温速率为20℃/min~30℃/min。
S630:用功率为200W~300W的微波将经步骤S620处理过的前驱体升温至300℃~350℃,然后用功率为150W~200W的微波保温1h~3h。
经步骤S620除去高分子后,前驱体变得疏松,步骤S630的作用为通过微波烧结使前驱体开始硬化,并发生收缩,使其变得更加致密,利于得到理想的热电薄膜。优选地,该步骤中的升温速率为20℃/min~40℃/min。
作为优选,在步骤S620和步骤S630中,采用的微波的频率为2.0GHZ~3.0GHZ。
S640:将经步骤S630处理过的前驱体自然冷却后得到柔性热电薄膜。
本发明的方法制备出的柔性热电薄膜可以利用其与环境的温差实现发电的功能,有效回收环境能量,符合节能减排的要求,具有广阔的发展前景。
较佳地,在其中一个实施例中,得到的柔性热电薄膜的厚度为100μm~150μm。
利用本发明的制备方法可制备Bi2Te3基柔性热电薄膜,也可制备PbTe基柔性热电薄膜或CoSb3基柔性热电薄膜等与Bi2Te3基薄膜结构相近的热电薄膜。
本发明采用丝网印刷法/流延法与微波烧结相结合的工艺来制备柔性热电薄膜。由于丝网印刷法或流延法的制备温度较低,因而,对基底的材质要求较低,突破了高熔点的热电材料在低熔点的柔性基底上沉积薄膜的工艺瓶颈,达到了降低成本、简化工艺的目的。
同时,由于微波烧结具有升温速度快、烧结时间短、能降低烧结温度的特点,这既克服了柔性基底的低熔点,又满足了热电材料的热处理条件;并且,利用微波烧结可实现前驱体的快速均匀加热,薄膜内部不会形成热应力,有利于粘结剂、分散剂和有机溶剂的挥发,且微波烧结的升温速度很快,可提高薄膜的均匀性及致密性,从而改善材料的各方面性能。
为了更好地理解本发明,下面通过具体的实施例对本发明的柔性热电薄膜的制备方法进一步说明。
实施例1
(1)按照掺锑的Bi2Te3基热电材料的成分配比称取商用的碲、铋、锑金属单质作为反应原料;
(2)将称取的反应原料混合均匀后放入区熔炉中进行熔炼,获得Bi2Te3基热电材料铸锭;其中,采用的熔融温度为950℃,熔区宽度为35mm,温度梯度为15℃/cm,热电材料铸锭的生长速度为20mm/h。
(3)利用球磨机将步骤(2)得到的热电材料铸锭进行球磨后过筛,获得粒径为1μm~10μm的热电材料粉体;其中,球磨机的转速为350r/min,球磨时间为24h。
(4)将邻苯二甲酸二丁酯与PVB的混合物作为粘结剂,司班-80作为分散剂,松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、PEG400和1-4丁内酯的混合物作为有机溶剂;
将粘结剂、分散剂和有机溶剂按照体积比8:1:90混合,搅拌10h后得到粘度为10Pa·s的浆料;其中,搅拌条件为常压,搅拌速度为300r/min。
(5)将步骤(4)得到的浆料与步骤(3)得到的热电材料粉体以体积比1:0.8的比例混合,得到混合料。
(6)利用丝网印刷法将步骤(5)得到的混合料印刷在聚酰亚胺柔性基底上,得到柔性热电薄膜的前驱体;其中,采用的丝印网大小为800目,印刷时刮刀与所述丝印网的角度为60°,刮刀对丝印网施加的压力为15N;且刮刀以5mm/s的速度在所述丝印网上往复印刷3次。
(7)将步骤(6)得到的柔性热电薄膜的前驱体在真空度为200Pa的真空干燥箱中干燥2.5h,干燥温度为80℃。
(8)将干燥后的前驱体置于微波烧结炉按以下方式进行真空(真空度为10-1Pa)烧结:先用微波功率为100W的低火以20℃/min的速度将前驱体升温至200℃,然后用功率为100W的低火保温5h;再用微波功率为200W的低火以20℃/min的速度将前驱体升温至300℃,接着用微波功率为200W的低火保温1h;自然冷却后即可得到厚度为100μm的Bi2Te3基柔性热电薄膜。
分别测量本实施例得到的Bi2Te3基柔性热电薄膜的扫描电镜图、X射线衍射图谱、电导率随温度的变化图、Seebeck系数随温度的变化以及功率因子随温度的变化图。
由图1可以看出该热电薄膜致密度较高、粒径较小且分布均匀,集中在40nm~60nm;由图2可以看出该热电薄膜的主衍射峰与Bi2Te3的主衍射峰一致,且杂相较少,说明得到的热电薄膜为纯度较高的Bi2Te3基热电薄膜;由图3可以看出该热电膜的电导率随温度升高呈现先上升后减小最后略微上升的趋势,由图4可以看出该热电膜的Seebeck系数在低温段随温度升高先下降,再随温度升高上升,直到最后为稳定值,由图5可以看出该热电膜的功率因子随温度升高呈上升趋势,通过图3~图5可知,该热电薄膜具有优良的热电性能。
实施例2
(1)按照掺锑的Bi2Te3基热电材料的成分配比称取商用的碲、铋、锑金属单质作为反应原料;
(2)将称取的反应原料混合均匀后放入区熔炉中进行熔炼,获得Bi2Te3基热电材料铸锭;其中,采用的熔融温度为850℃,熔区宽度为30mm,温度梯度为40℃/cm,热电材料铸锭的生长速度为25mm/h。
(3)利用球磨机将步骤(2)得到的热电材料铸锭进行球磨后过筛,获得粒径为1μm~10μm的热电材料粉体;其中,球磨机的转速为500r/min,球磨时间为20h。
(4)将邻苯二甲酸二丁酯作为粘结剂,1-甲基-2-吡咯烷酮作为分散剂,松油醇作为有机溶剂;
将粘结剂、分散剂和有机溶剂按照体积比10:1:95混合,搅拌12h后得到粘度为30Pa·s的浆料;其中,搅拌条件为常压,搅拌速度为500r/min。
(5)将步骤(4)得到的浆料与步骤(3)得到的热电材料粉体以体积比1:0.7的比例混合,得到混合料。
(6)利用丝网印刷法将步骤(5)得到的混合料印刷在聚酰亚胺柔性基底上,得到柔性热电薄膜的前驱体;其中,采用的丝印网大小为600目,印刷时刮刀与所述丝印网的角度为45°,刮刀对丝印网施加的压力为20N;且刮刀以3mm/s的速度在所述丝印网上往复印刷2次。
(7)将步骤(6)得到的柔性热电薄膜的前驱体在真空度为100Pa的真空干燥箱中干燥2h,干燥温度为90℃。
(8)将干燥后的前驱体置于微波烧结炉按以下方式进行真空(真空度为10-1Pa)烧结:先用微波功率为180W的低火以25℃/min的速度将前驱体升温至220℃,然后用功率为150W的低火保温4.5h;再用微波功率为300W的低火以35℃/min的速度将前驱体升温至350℃,接着用微波功率为150W的低火保温3h;自然冷却后即可得到厚度为150μm的Bi2Te3基柔性热电薄膜,该热电薄膜表面光滑、致密、热电性能优良。
实施例3
(1)按照掺锑的Bi2Te3基热电材料的成分配比称取商用的碲、铋、锑金属单质作为反应原料;
(2)将称取的反应原料混合均匀后放入区熔炉中进行熔炼,获得Bi2Te3基热电材料铸锭;其中,采用的熔融温度为750℃,熔区宽度为40mm,温度梯度为50℃/cm,热电材料铸锭的生长速度为30mm/h。
(3)将步骤(2)得到的热电材料铸锭手工研磨后过筛,获得粒径为1μm~10μm的热电材料粉体。
(4)将PVB作为粘结剂,司班-80和1-甲基-2-吡咯烷酮的混合物作为分散剂,丁基卡必醇醋酸酯、PEG400和1-4丁内酯的混合物作为有机溶剂;
将粘结剂、分散剂和有机溶剂按照体积比5:1:80混合,常压下以300r/min的速度搅拌11h后得到粘度为40Pa·s的浆料。
(5)将步骤(4)得到的浆料与步骤(3)得到的热电材料粉体以体积比1:1的比例混合,得到混合料。
(6)利用流延法将步骤(5)得到的混合料沉积在聚酰亚胺柔性基底上,得到柔性热电薄膜的前驱体;其中,流延法所选用的刮刀的尺寸为100微米,且刮刀以5mm/s的速度竖直均匀划过基底,流延一次。
(7)将步骤(6)得到的柔性热电薄膜的前驱体在真空度为150Pa的真空干燥箱中干燥3h,干燥温度为70℃。
(8)将干燥后的前驱体置于微波烧结炉按以下方式进行真空(真空度为10-1Pa)烧结:先用微波功率为200W的低火以30℃/min的速度将前驱体升温至250℃,然后用功率为200W的低火保温4h;再用微波功率为250W的低火以40℃/min的速度将前驱体升温至330℃,接着用微波功率为180W的低火保温2h;自然冷却后即可得到厚度为180μm的Bi2Te3基柔性热电薄膜,该热电薄膜表面光滑、致密、热电性能优良。
实施例4
(1)利用等离子放电烧结法合成PbTe基热电材料铸锭;
(2)将合成的热电材料铸锭经研磨、过筛后得到粒径为1μm~10μm的热电材料粉体;
(3)将PVB作为粘结剂,司班-80作为分散剂,PEG400和1-4丁内酯的混合物作为有机溶剂;
将粘结剂、分散剂和有机溶剂按照体积比5:1:90混合,搅拌后得到粘度为5Pa·s的浆料。
(4)将步骤(3)得到的浆料与步骤(2)得到的热电材料粉体以体积比1:0.7的比例混合,得到混合料。
(5)利用丝网印刷法将步骤(4)得到的混合料印刷在聚乙烯醇柔性基底上,得到柔性热电薄膜的前驱体。
(6)将步骤(5)得到的柔性热电薄膜的前驱体在真空度为150Pa的真空干燥箱中干燥2h,干燥温度为90℃。
(7)将干燥后的前驱体置于微波烧结炉按以下方式进行真空(真空度为10-1Pa)烧结:先用微波功率为180W的低火以25℃/min的速度将前驱体升温至220℃,然后用功率为100W的低火保温5h;再用微波功率为300W的低火以35℃/min的速度将前驱体升温至350℃,接着用微波功率为150W的低火保温3h;自然冷却后即可得到厚度为120μm的PbTe基柔性热电薄膜,该热电薄膜表面光滑、致密、热电性能优良。
实施例5
(1)利用水热法合成CoSb3基热电材料铸锭;
(2)将合成的热电材料铸锭经研磨、过筛后得到粒径为1μm~10μm的热电材料粉体;
(3)将PVB作为粘结剂,1-甲基-2-吡咯烷酮作为分散剂,PEG400和1-4丁内酯的混合物作为有机溶剂;
将粘结剂、分散剂和有机溶剂按照体积比8:1:85混合,搅拌后得到粘度为20Pa·s的浆料。
(4)将步骤(3)得到的浆料与步骤(2)得到的热电材料粉体以体积比1:0.9的比例混合,得到混合料。
(5)利用流延法将步骤(4)得到的混合料沉积在聚酯薄膜柔性基底上,得到柔性热电薄膜的前驱体。
(6)将步骤(5)得到的柔性热电薄膜的前驱体在真空度为150Pa的真空干燥箱中干燥2h,干燥温度为90℃。
(7)将干燥后的前驱体置于微波烧结炉按以下方式进行真空(真空度为10-1Pa)烧结:先用微波功率为100W的低火以20℃/min的速度将前驱体升温至200℃,然后用功率为100W的低火保温5h;再用微波功率为200W的低火以20℃/min的速度将前驱体升温至300℃,接着用微波功率为200W的低火保温1h;自然冷却后即可得到厚度为120μm的CoSb3基柔性热电薄膜,该热电薄膜表面光滑、致密、热电性能优良。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种柔性热电薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S100:合成热电材料铸锭;
S200:将合成的热电材料铸锭研磨、过筛后得到热电材料粉体;
S300:将粘结剂、分散剂和有机溶剂混合后搅拌均匀,配制成浆料;
S400:将所述热电材料粉体和所述浆料均匀混合,得到混合料;
S500:利用丝网印刷法或流延法将所述混合料沉积在柔性基底上,得到柔性热电薄膜的前驱体;
S600:将S500中得到的前驱体做干燥处理,再进行微波烧结后冷却,得到柔性热电薄膜;
其中所述柔性基底为聚酰亚胺薄膜、聚乙烯醇薄膜或聚酯薄膜;和
所述步骤S600进一步包括以下步骤:
S610:将干燥后的前驱体置于微波烧结炉中,并将所述微波烧结炉抽真空;
S620:用功率为100W~200W的微波将所述前驱体升温至200℃~250℃,然后用功率为100W~200W的微波保温4h~5h;
S630:用功率为200W~300W的微波将经步骤S620处理过的前驱体升温至300℃~350℃,然后用功率为150W~200W的微波保温1h~3h;
S640:将经步骤S630处理过的前驱体自然冷却后得到柔性热电薄膜。
2.根据权利要求1所述的柔性热电薄膜的制备方法,其特征在于,步骤S100中,利用区熔法、等离子放电烧结法、水热法或热压法合成热电材料铸锭。
3.根据权利要求1所述的柔性热电薄膜的制备方法,其特征在于,步骤S200中,过筛后得到的热电材料粉体的粒径为1μm~10μm。
4.根据权利要求1所述的柔性热电薄膜的制备方法,其特征在于,步骤S300中,所述粘结剂为邻苯二甲酸二丁酯和聚乙烯醇缩丁醛树脂中的一种或两种;
所述分散剂为司班-80和1-甲基-2-吡咯烷酮中的一种或两种;
所述有机溶剂为松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、聚乙二醇400和1-4丁内酯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的柔性热电薄膜的制备方法,其特征在于,步骤S300中,所述粘结剂、分散剂和有机溶剂混合的体积比为(5~10):1:(80~95)。
6.根据权利要求1所述的柔性热电薄膜的制备方法,其特征在于,步骤S300中,得到的浆料粘度为5Pa·s~40Pa·s。
7.根据权利要求1所述的柔性热电薄膜的制备方法,其特征在于,步骤S400中,所述热电材料粉体和所述浆料的体积比为(0.7~1):1。
8.根据权利要求1所述的柔性热电薄膜的制备方法,其特征在于,步骤S600中,在真空干燥炉中对所述前驱体进行干燥:
所述真空干燥炉的真空度为100Pa~200Pa,干燥温度为70℃~90℃,干燥时间为2h~3h。
9.根据权利要求1所述的柔性热电薄膜的制备方法,其特征在于,步骤S620中的升温速率为20℃/min~30℃/min;
步骤S630中的升温速率为20℃/min~40℃/min。
10.根据权利要求1所述的柔性热电薄膜的制备方法,其特征在于,所述柔性热电薄膜为Bi2Te3基柔性热电薄膜、PbTe基柔性热电薄膜或CoSb3基柔性热电薄膜。
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