CN108878635A - n型PbSe-PbS基热电材料及其制备方法 - Google Patents

n型PbSe-PbS基热电材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种n型PbSe‑PbS基热电材料及其制备方法。本发明所述制备方法包括如下步骤：首先取Pb粒、Se粉、S粉和Cu粉混合均匀；然后将混合样品封装于真空石英玻璃管中；再将石英管置于垂直管式炉中烧结；最后将得到的铸锭研磨成细粉，再进行真空热压烧结成规则的块状。本发明制备得到的n型热电材料具有很高的热电性能，其热电优值高达1.74。本发明通过配料工艺、熔铸工艺、烧结工艺来提高n型PbSe‑PbS基热电材料热电性能，制备热电材料热电转化效率较为理想的新型n型PbSe‑PbS基热电材料，为未来实现无传动部件、无噪音、无污染可靠稳定的热能转换做好基础。本发明方法工艺简单，易于控制，成本低。

Description

n型PbSe-PbS基热电材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种N型热电材料及其制备方法，特别是还涉及一种N型铅化合物基热电材料及其制备方法，应用于功能热电材料技术领域。
背景技术
随着人类煤炭、石油等传统化石燃料过度的消耗，能源和环境问题已经成为人类面临的最严峻的挑战。热电材料作为一种绿色的能源材料受到了巨大的关注。
热电材料是一种利用固体内部载流子运动，实现热能和电能直接转换的功能材料。由它制成的热电器件具有体积小、重量轻、无噪音、温度控制范围广且精度高、使用寿命长、对环境无污染等优点，这些优点使热电材料成为一种有广泛应用前景的新型功能材料。
热电材料的热电转换效率由一个无量纲参数热电优值zT来表征，其与材料的物理性能参数关系式为：zT＝S2σT/κ，其中S为塞贝克系数。σ为电导率，T为绝对温度，κ为总热导率。由表达式可知，要提高材料的热电转换效率，应选用高的S、σ值和低的κ值的材料，但这三个物理参数又是相互制约的，很难进行单独调控。所以，寻找有效的方法来提高zT一直是热电技术领域里的研究目标。
硫族铅化合物作为一种研究最广泛的热电材料之一，目前获得了很高的zT值通过引入各种散射或者能带调控，如近期报道通过微量的铜掺杂n型PbSe可以获得zT值高达1.45。尽管该报道获得了很高的zT值，但还可以通过一些手段使该材料的zT值进一步提升。
发明内容
为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种n型PbSe-PbS基热电材料及其制备方法，具有低的热导率和高的功率因子和高的热电优值，本发明在PbSe-PbS固溶体中掺入微量的铜，随温度的上升，n型PbSe-PbS基热电材料中的铜原子能够逐渐表现出动态行为，使材料的电-热输运性质得到优化，进一步降低材料的高温晶格热导率，从而提高了材料的zT值，在温差发电、固体制冷上将有潜在的应用价值。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种n型PbSe-PbS基热电材料，其材料的化学式为PbSe1-ySyCux，其中0≤x≤0.1，0＜y≤1。优选其中0＜x≤0.1，0＜y≤1。进一步优选0.005≤x≤0.018，0.3≤y≤1。更进一步优选0.01≤x≤0.018，0.3≤y≤1。
优选其材料以PbSe-PbS固溶体为基体。作为本发明进一步优选的技术方案，在PbSe-PbS固溶体基体材料中掺杂铜；并且在室温下，铜主要以富铜第二相的形式存在；随温度的上升铜原子能够逐渐表现出动态行为，从第二相中进入PbSe-PbS固溶体基体材料的晶格间隙位，并在晶格间隙位置做大振幅振动，实现材料微观电-热输运行为。
作为本发明优选的技术方案，所述PbSe-PbS基热电材料的功率因子在9～21μW/cm*K2之间；所述PbSe-PbS基热电材料在323K时的电导率为80000～150000S/m，所述PbSe-PbS基热电材料在873K时的电导率为10000～55000S/m；所述PbSe-PbS基热电材料在873K时的热导率为最低为0.87～1.0W*m-1K-1；所述PbSe-PbS基热电材料的最大zT值为0.8～1.74。作为本发明进一步优选的技术方案，所述铜掺杂PbSe-PbS基热电材料在873K时的功率因子在15～18μW/cm*K2之间；所述铜掺杂PbSe-PbS基热电材料在323K时的电导率为130000～150000S/m，所述铜掺杂PbSe-PbS基热电材料在873K时的电导率为35000～55000S/m；所述的铜掺杂PbSe-PbS基热电材料的最大zT值为1.4～1.74。
一种本发明n型PbSe-PbS基热电材料的制备方法，包括如下步骤：
a.将纯度不低于99.99％的Pb粒、Se粉、S粉和Cu粉作为原料，按照制备目标材料物质的化学式PbSe1-ySyCux的成分配比称量各原料组分，进行混合均匀，得到原料混合物，备用；
b.将在所述步骤a中得到的原料混合物封装于真空石英玻璃管中；
c.将在所述步骤b中完成的装载原料混合物的石英管置于箱式炉或垂直管式炉中，进行熔铸处理，将熔铸得到的铸锭进行研磨成铅化合物细粉；
d.对在所述步骤c中得到的铅化合物细粉进行真空热压烧结，得到块状的n型PbSe-PbS基热电材料，热电材料的密度不低于98％的PbSe-PbS基热电材料理论密度。
作为本发明优选的技术方案，n型PbSe-PbS基热电材料的制备方法，包括如下步骤：
a.将纯度不低于99.99％的Pb粒、Se粉、S粉和Cu粉作为原料，按照制备目标材料物质的化学式PbSe1-ySyCux的成分配比称量各原料组分，进行混合均匀，得到原料混合物，备用；
b.将在所述步骤a中得到的原料混合物封装于真空石英玻璃管中，并保持真空石英玻璃管具有不高于3Pa的负压；
c.将在所述步骤b中完成的装载原料混合物的石英管置于箱式炉或垂直管式炉中，以1～5℃/min从室温升温至800～1200℃，并保温10～48h，进行熔铸处理，然后炉冷至室温，得到铸锭，再将铸锭进行研磨成铅化合物细粉；作为本发明优选的技术方案，以1.5～5℃/min从室温升温至1100～1200℃，并保温10～48h，进行熔铸处理；作为本发明优选的技术方案，将装载原料混合物的石英管置于垂直管式炉中，真空石英管的放置位置为垂直管式炉腔内中间偏下位置处，利用垂直管式炉中的微小温差来控制Se单质、S单质的挥发；
d.对在所述步骤c中得到的铅化合物细粉倒入石墨磨具，将装入铅化合物细粉的石墨磨具放入真空热压炉中，控制液压压力调为50～70Mpa，抽真空至3Pa以下，控制感应加热速率40～60℃/min，使温度升至550～650℃，并恒温恒压力保持10～30min，进行真空热压烧结，然后关闭加热电源，并在温度降至不高于450℃时撤除液压，再进行自然冷却至室温，得到块状的n型PbSe-PbS基热电材料，热电材料的密度不低于98％的PbSe-PbS基热电材料理论密度。作为本发明优选的技术方案，控制液压压力调为65～70Mpa，控制感应加热速率50～60℃/min，使温度升至600～650℃，并恒温恒压力保持15～30min，进行真空热压烧结。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
1.本发明采用熔融烧结法制备的在PbSe-PbS固溶体中掺杂铜元素的热电材料，在室温下，铜主要以富铜第二相的形式存在于PbSe-PbS固溶体基体中；随温度的上升铜原子能够逐渐表现出动态行为，从第二相中进入该基体材料的晶格间隙位，并在晶格间隙位置做大振幅振动。该动态行为导致在300～873K的较大温区内材料的载流子浓度接近其不同温度下的最优载流子浓度值，实现了材料功率因子的宽温区优化；铜原子的动态振动行为可以进一步降低材料的高温晶格热导率；铜的动态掺杂可以同时使材料的电-热输运性质得到优化，从而提高了材料的zT值，在温差发电、固体制冷上将有潜在的应用价值；
2.本发明制备材料周期短，工艺简单；本发明制备得到的n型热电材料具有很高的热电性能，其热电优值高达1.74；
3.本发明在PbSe-PbS固溶体中掺入微量的铜，降低载流子浓度，提高塞贝克系数，降低热导，从而提高zT，制备具有低的热导率和高的功率因子和高的热电优值的n型PbSe-PbS基热电材料，金属元素收率高，易于控制。
附图说明
图1为本发明实施例一PbSe0.7S0.3CuX热电材料的电导率与温度的关系曲线图。
图2为本发明实施例一PbSe0.7S0.3CuX热电材料的塞贝克系数与温度关系曲线图。
图3为本发明实施例一PbSe0.7S0.3CuX热电材料的功率因子与温度的关系曲线图。
图4为本发明实施例一PbSe0.7S0.3CuX热电材料的热导率与温度的关系曲线图。
图5为本发明实施例一PbSe0.7S0.3CuX热电材料的热电优值与温度的关系曲线图。
具体实施方式
以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明，本发明的优选实施例详述如下：
实施例一
在本实施例中，一种n型PbSe-PbS基热电材料，其材料的化学式为PbSe0.7S0.3Cux，x分别为0、0.005、0.01、0.012、0.014、0.016、0.018，即在本实施例中，一种n型PbSe-PbS基热电材料分别为化学式为PbSe0.7S0.3、PbSe0.7S0.3Cu0.005、PbSe0.7S0.3Cu0.01、PbSe0.7S0.3Cu0.012、PbSe0.7S0.3Cu0.014、PbSe0.7S0.3Cu0.016、PbSe0.7S0.3Cu0.018的一系列材料。
在本实施例中，一种实施例n型PbSe-PbS基热电材料的制备方法，包括如下步骤：
a.在充满Ar气的手套箱内，将纯度为99.99％的Pb粒、Se粉、S粉和Cu粉作为原料，按照制备目标材料物质的化学式PbSe0.7S0.3Cux的成分配比称量各原料组分共6g，将Pb、Se、S和Cu单质按摩尔比1:0.7:0.3:(0～0.018)进行原料配制，x分别为0、0.005、0.01、0.012、0.014、0.016、0.018，配制7组原料，将各组原料分别进行混合均匀，得到7组原料混合物，备用；
b.将在所述步骤a中得到的7组原料混合物分别倒入洁净的石英玻璃管内，塞入玻璃塞于玻璃管中部，将密封好玻璃管拿出手套箱，并固定于封管装置中，用氩气进行洗气三次，最后保持试管内低于3Pa的负压再进行石英管密封；
c.将在所述步骤b中完成的装载原料混合物的各石英管分别置于箱式炉中，以1.5℃/min从室温升温至1100℃，并保温10h，进行熔铸处理，然后炉冷至室温，得到7块铸锭，再将各铸锭分别放入玛瑙研钵中，进行研磨成铅化合物细粉，得到7种铅化合物细粉；
d.对在所述步骤c中得到的一系列铅化合物细粉倒入石墨磨具中，将装入铅化合物细粉的石墨磨具放入真空热压炉中，控制液压压力调为65Mpa，抽真空至3Pa以下，控制感应加热速率50℃/min，使温度升至600℃，并恒温恒压力保持15min，进行真空热压烧结，然后关闭加热电源，并在温度降至450℃时撤除液压，再进行自然冷却至室温，得到7块块状的n型PbSe-PbS基热电材料，本实施例制备的热电材料的密度为98％的PbSe-PbS基热电材料理论密度。
实验测试分析：
将本实施例制备的一系列n型PbSe-PbS基热电材料取出打磨表面后，再进行热电性能测量。参见图1～图5所示，图1是本实施例含Cu为0～1.8％，含S为30％的PbSe-PbS基热电材料的电导率与温度的关系图。图2是本实施例含Cu为0～1.8％，含S为30％的PbSe-PbS基热电材料的塞贝克系数与温度的关系图。图3是本实施例含Cu为0～1.8％，含S为30％的PbSe-PbS基热电材料的功率因子与温度的关系图。图4是本实施例含Cu为0～1.8％，含S为30％的PbSe-PbS基热电材料的热导率与温度的关系图。图5是本实施例含Cu为0～1.8％，含S为30％的PbSe-PbS基热电材料的热电优值与温度的关系图。
在本实施例中，对于PbSe0.7S0.3、PbSe0.7S0.3Cu0.005、PbSe0.7S0.3Cu0.01、PbSe0.7S0.3Cu0.012、PbSe0.7S0.3Cu0.014、PbSe0.7S0.3Cu0.016、PbSe0.7S0.3Cu0.018的一系列材料，所述PbSe-PbS基热电材料的功率因子在9～21μW/cm*K2之间；所述PbSe-PbS基热电材料在323K时的电导率为80000～150000S/m，所述PbSe-PbS基热电材料在873K时的电导率为10000～55000S/m；所述PbSe-PbS基热电材料在873K时的热导率为最低为0.87～1.0W*m-1K-1；所述PbSe-PbS基热电材料的最大zT值为0.8～1.74。体现了n型PbSe-PbS基热电材料按照其化学式为PbSe0.7S0.3Cux，其中0≤x≤0.018，y＝0.3，此时的n型PbSe-PbS基热电材料热电性能。
在本实施例中，对于PbSe0.7S0.3Cu0.005、PbSe0.7S0.3Cu0.01、PbSe0.7S0.3Cu0.012、PbSe0.7S0.3Cu0.014、PbSe0.7S0.3Cu0.016、PbSe0.7S0.3Cu0.018的一系列材料，所述铜掺杂PbSe-PbS基热电材料在873K时的功率因子在15～18μW/cm*K2之间；所述铜掺杂PbSe-PbS基热电材料在323K时的电导率为130000～150000S/m，所述铜掺杂PbSe-PbS基热电材料在873K时的电导率为35000～55000S/m；所述的铜掺杂PbSe-PbS基热电材料的最大zT值为1.4～1.74。体现了n型PbSe-PbS基热电材料按照其化学式为PbSe0.7S0.3Cux，其中0.005≤x≤0.018，y＝0.3，此时的n型PbSe-PbS基热电材料热电性能。当0.01≤x≤0.018，y＝0.3，此时的n型PbSe-PbS基热电材料热电性能则更佳突出。在本实施例中，参见图1～图5，为PbSe0.7S0.3CuX的热电性能测试结果，测试温度为323～873K。铜的掺入对材料的电导率优化非常明显，在高温下，各个样品的电导率随着铜的掺杂量升高而上升，而相对应的，Seebeck系数随着铜的掺杂量升高而下降。结合电导率和Seebeck系数的共同作用，在873K时，x＝0.018的样品拥有最高的功率因子18W/cm*K2。对于热导率，在高温下，所有样品总热导率变化不是很明显，这是因为铜的引入提升了材料的电子热导率和降低了材料的晶格热导率的共同结果。最终，在873K时，最高zT为1.74。
在本实施例中，各n型PbSe-PbS基热电材料以PbSe-PbS固溶体为基体。其中PbSe0.7S0.3Cu0.005、PbSe0.7S0.3Cu0.01、PbSe0.7S0.3Cu0.012、PbSe0.7S0.3Cu0.014、PbSe0.7S0.3Cu0.016、PbSe0.7S0.3Cu0.018的一系列材料在PbSe-PbS固溶体基体材料中掺杂铜；并且在室温下，铜主要以富铜第二相的形式存在；随温度的上升铜原子能够逐渐表现出动态行为，从第二相中进入PbSe-PbS固溶体基体材料的晶格间隙位，并在晶格间隙位置做大振幅振动，实现材料微观电-热输运行为。本实施例方法在PbSe-PbS固溶体中掺入微量的铜，降低载流子浓度，提高塞贝克系数，降低热导，从而提高zT值，制备具有低的热导率和高的功率因子和高的热电优值的n型PbSe-PbS基热电材料，金属元素收率高，易于控制。
实施例二
本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，一种n型PbSe-PbS基热电材料，其材料的化学式为PbSe0.7S0.3Cux，x分别为0、0.005、0.01、0.012、0.014、0.016、0.018，即在本实施例中，一种n型PbSe-PbS基热电材料分别为化学式为PbSe0.7S0.3、PbSe0.7S0.3Cu0.005、PbSe0.7S0.3Cu0.01、PbSe0.7S0.3Cu0.012、PbSe0.7S0.3Cu0.014、PbSe0.7S0.3Cu0.016、PbSe0.7S0.3Cu0.018的一系列材料。本实施例n型PbSe-PbS基热电材料与实施例一相同，仅制备方法的工艺条件不同。
在本实施例中，一种实施例n型PbSe-PbS基热电材料的制备方法，包括如下步骤：
a.本步骤与实施例一相同；
b.本步骤与实施例一相同；
c.将在所述步骤b中完成的装载原料混合物的各石英管分别置于箱式炉中，以5℃/min从室温升温至1200℃，并保温48h，进行熔铸处理，然后炉冷至室温，得到7块铸锭，再将各铸锭分别放入玛瑙研钵中，进行研磨成铅化合物细粉，得到7种铅化合物细粉；
d.对在所述步骤c中得到的一系列铅化合物细粉倒入石墨磨具中，将装入铅化合物细粉的石墨磨具放入真空热压炉中，控制液压压力调为70Mpa，抽真空至3Pa以下，控制感应加热速率60℃/min，使温度升至650℃，并恒温恒压力保持30min，进行真空热压烧结，然后关闭加热电源，并在温度降至450℃时撤除液压，再进行自然冷却至室温，得到7块块状的n型PbSe-PbS基热电材料，本实施例制备的热电材料的密度为98％的PbSe-PbS基热电材料理论密度。
在本实施例中，采用熔融烧结法制备的在PbSe-PbS固溶体中掺杂铜元素的热电材料，在室温下，铜主要以富铜第二相的形式存在于PbSe-PbS固溶体基体中；随温度的上升铜原子能够逐渐表现出动态行为，从第二相中进入该基体材料的晶格间隙位，并在晶格间隙位置做大振幅振动。该动态行为导致在300～873K的较大温区内材料的载流子浓度接近其不同温度下的最优载流子浓度值，实现了材料功率因子的宽温区优化；铜原子的动态振动行为可以进一步降低材料的高温晶格热导率；铜的动态掺杂可以同时使材料的电-热输运性质得到优化，从而提高了材料的zT值，在温差发电、固体制冷上将有潜在的应用价值。本实施例方法在PbSe-PbS固溶体中掺入微量的铜，降低载流子浓度，提高塞贝克系数，降低热导，从而提高zT值，制备具有低的热导率和高的功率因子和高的热电优值的n型PbSe-PbS基热电材料，金属元素收率高，易于控制。
实施例三
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，一种n型PbSe-PbS基热电材料，其材料的化学式为PbSe0.7S0.3Cux，x分别为0、0.005、0.01、0.012、0.014、0.016、0.018，即在本实施例中，一种n型PbSe-PbS基热电材料分别为化学式为PbSe0.7S0.3、PbSe0.7S0.3Cu0.005、PbSe0.7S0.3Cu0.01、PbSe0.7S0.3Cu0.012、PbSe0.7S0.3Cu0.014、PbSe0.7S0.3Cu0.016、PbSe0.7S0.3Cu0.018的一系列材料。本实施例n型PbSe-PbS基热电材料与实施例一相同，仅制备方法的工艺条件不同。
在本实施例中，一种实施例n型PbSe-PbS基热电材料的制备方法，包括如下步骤：
a.本步骤与实施例一相同；
b.本步骤与实施例一相同；
c.将在所述步骤b中完成的装载原料混合物的各石英管置于垂直管式炉中，真空石英管的放置位置为垂直管式炉腔内中间偏下位置处，利用垂直管式炉中的微小温差来控制Se单质、S单质的挥发；以5℃/min从室温升温至1200℃，并保温48h，进行熔铸处理，然后炉冷至室温，得到7块铸锭，再将各铸锭分别放入玛瑙研钵中，进行研磨成铅化合物细粉，得到7种铅化合物细粉；
d.本步骤与实施例一相同。
在本实施例中，采用熔融烧结法制备的在PbSe-PbS固溶体中掺杂铜元素的热电材料，在室温下，铜主要以富铜第二相的形式存在于PbSe-PbS固溶体基体中；随温度的上升铜原子能够逐渐表现出动态行为，从第二相中进入该基体材料的晶格间隙位，并在晶格间隙位置做大振幅振动。该动态行为导致在300～873K的较大温区内材料的载流子浓度接近其不同温度下的最优载流子浓度值，实现了材料功率因子的宽温区优化；铜原子的动态振动行为可以进一步降低材料的高温晶格热导率；铜的动态掺杂可以同时使材料的电-热输运性质得到优化，从而提高了材料的zT值，在温差发电、固体制冷上将有潜在的应用价值。本实施例方法在PbSe-PbS固溶体中掺入微量的铜，降低载流子浓度，提高塞贝克系数，降低热导，从而提高zT值，制备具有低的热导率和高的功率因子和高的热电优值的n型PbSe-PbS基热电材料，金属元素收率高，易于控制。本实施例将完成的装载原料混合物的各石英管置于垂直管式炉中，真空石英管的放置位置为垂直管式炉腔内中间偏下位置处，利用垂直管式炉中的微小温差来控制Se单质、S单质的挥发，提高了制备铸锭步骤中的Se元素、S元素的收率，保障了组分的稳定性和精确性，为得到目标n型PbSe-PbS基热电材料提供了条件，使制备n型PbSe-PbS基热电材料的方法更加有利和易于实施。
综上所述，本发明上述实施例提供了一系列高性能n型PbSe-PbS基热电材料及其制备方法。本发明上述实施例制备方法包括如下步骤：首先取Pb粒、Se粉、S粉和Cu粉混合均匀；然后将混合的样品封装于真空石英玻璃管中；然后将石英管置于垂直管式炉中烧结；最后将得到的铸锭研磨成细粉，再进行真空热压烧结成规则的块状。本发明上述实施例制备材料周期短，工艺简单。本发明上述实施例制备得到的n型热电材料具有很高的热电性能，其热电优值高达1.74，实现了本发明n型热电材料具有低的热导率和高的功率因子和热电优值。本发明上述实施例通过配料工艺、熔铸工艺、烧结工艺来提高n型PbSe-PbS基热电材料热电性能，制备热电材料热电转化效率较为理想的新型n型PbSe-PbS基热电材料，为未来实现无传动部件、无噪音、无污染可靠稳定的热能转换做好基础。本发明方法工艺简单，易于控制，成本低。
上面对本发明实施例结合附图进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明n型PbSe-PbS基热电材料及其制备方法的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种n型PbSe-PbS基热电材料，其特征在于：其材料的化学式为PbSe1-ySyCux，其中0≤x≤0.1，0＜y≤1。
2.根据权利要求1所述n型PbSe-PbS基热电材料，其特征在于：其材料的化学式为PbSe1-ySyCux，其中0＜x≤0.1，0＜y≤1。
3.根据权利要求2所述n型PbSe-PbS基热电材料，其特征在于：其材料的化学式为PbSe1-ySyCux，其中0.005≤x≤0.018，0.3≤y≤1。
4.根据权利要求3所述n型PbSe-PbS基热电材料，其特征在于：其材料的化学式为PbSe1-ySyCux，其中0.01≤x≤0.018，0.3≤y≤1。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述n型PbSe-PbS基热电材料，其特征在于：其材料是以PbSe-PbS固溶体为基体。
6.根据权利要求7所述n型PbSe-PbS基热电材料，其特征在于：在PbSe-PbS固溶体基体材料中掺杂铜；并且在室温下，铜主要以富铜第二相的形式存在；随温度的上升铜原子能够逐渐表现出动态行为，从第二相中进入PbSe-PbS固溶体基体材料的晶格间隙位，并在晶格间隙位置做大振幅振动，实现材料微观电-热输运行为。
7.根据权利要求1～4中任意一项所述n型PbSe-PbS基热电材料，其特征在于：
所述PbSe-PbS基热电材料的功率因子在9～21μW/cm*K2之间；
所述PbSe-PbS基热电材料在323K时的电导率为80000～150000S/m，所述PbSe-PbS基热电材料在873K时的电导率为10000～55000S/m；
所述PbSe-PbS基热电材料在873K时的热导率为最低为0.87～1.0W*m-1K-1；
所述PbSe-PbS基热电材料的最大ZT值为0.8～1.74。
8.根据权利要求7所述n型PbSe-PbS基热电材料，其特征在于：
所述铜掺杂PbSe-PbS基热电材料在873K时的功率因子在15～18μW/cm*K2之间；
所述铜掺杂PbSe-PbS基热电材料在323K时的电导率为130000～150000S/m，所述铜掺杂PbSe-PbS基热电材料在873K时的电导率为35000～55000S/m；
所述的铜掺杂PbSe-PbS基热电材料的最大ZT值为1.4～1.74。
9.一种权利要求1所述n型PbSe-PbS基热电材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.将纯度不低于99.99％的Pb粒、Se粉、S粉和Cu粉作为原料，按照制备目标材料物质的化学式PbSe1-ySyCux的成分配比称量各原料组分，进行混合均匀，得到原料混合物，备用；
b.将在所述步骤a中得到的原料混合物封装于真空石英玻璃管中；
c.将在所述步骤b中完成的装载原料混合物的石英管置于箱式炉或垂直管式炉中，进行熔铸处理，将熔铸得到的铸锭进行研磨成铅化合物细粉；
d.对在所述步骤c中得到的铅化合物细粉进行真空热压烧结，得到块状的n型PbSe-PbS基热电材料，热电材料的密度不低于98％的PbSe-PbS基热电材料理论密度。
10.根据权利要求9所述n型PbSe-PbS基热电材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
a.将纯度不低于99.99％的Pb粒、Se粉、S粉和Cu粉作为原料，按照制备目标材料物质的化学式PbSe1-ySyCux的成分配比称量各原料组分，进行混合均匀，得到原料混合物，备用；
b.将在所述步骤a中得到的原料混合物封装于真空石英玻璃管中，并保持真空石英玻璃管具有不高于3Pa的负压；
c.将在所述步骤b中完成的装载原料混合物的石英管置于箱式炉或垂直管式炉中，以1～5℃/min从室温升温至800～1200℃，并保温10～48h，进行熔铸处理，然后炉冷至室温，得到铸锭，再将铸锭进行研磨成铅化合物细粉；
d.对在所述步骤c中得到的铅化合物细粉倒入石墨磨具，将装入铅化合物细粉的石墨磨具放入真空热压炉中，控制液压压力调为50～70Mpa，抽真空至3Pa以下，控制感应加热速率40～60℃/min，使温度升至550～650℃，并恒温恒压力保持10～30min，进行真空热压烧结，然后关闭加热电源，并在温度降至不高于450℃时撤除液压，再进行自然冷却至室温，得到块状的n型PbSe-PbS基热电材料，热电材料的密度不低于98％的PbSe-PbS基热电材料理论密度。
11.根据权利要求10所述n型PbSe-PbS基热电材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤c中，以1.5～5℃/min从室温升温至1100～1200℃，并保温10～48h，进行熔铸处理。
12.根据权利要求10所述n型PbSe-PbS基热电材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤d中，控制液压压力调为65～70Mpa，控制感应加热速率50～60℃/min，使温度升至600～650℃，并恒温恒压力保持15～30min，进行真空热压烧结。
13.根据权利要求10所述n型PbSe-PbS基热电材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤c中，将装载原料混合物的石英管置于垂直管式炉中，真空石英管的放置位置为垂直管式炉腔内中间偏下位置处，利用垂直管式炉中的微小温差来控制Se单质、S单质的挥发。
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