KR101615172B1 - 열전성능이 향상된 열전재료의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열전성능이 향상된 열전재료의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열전소자의 110면에 대한 빈도수를 1010면에 대한 빈도수에 비하여 상대적으로 높이는 제조공정을 통해 열전성능의 향상 효과가 나타나는 열전재료를 제조할 수 있는 열전성능이 향상된 열전재료의 제조방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 열전재료를 제조하는 방법에 있어서, 상기 열전재료의 110면에 대한 빈도수를 1010면에 대한 빈도수에 비하여 상대적으로 증가시키는 제조공정을 통하여 열전성능의 향상 효과가 나타나는 열전재료를 제조하는 것을 특징으로 하는 열전성능이 향상된 열전재료의 제조방법을 기술적 요지로 한다.

Description

열전성능이 향상된 열전재료의 제조방법{Method for manufacturing of thermoelectric material}
본 발명은 열전성능이 향상된 열전재료의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열전소자의 110면에 대한 빈도수를 1010면에 대한 빈도수에 비하여 상대적으로 높이는 제조공정을 통해 열전성능의 향상 효과가 나타나는 열전재료를 제조할 수 있는 열전성능이 향상된 열전재료의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 열전현상은 열과 전기 사이의 가역적이고 직접적인 에너지 변환을 의미하는 것으로, 재료 내부의 전자와 정공의 이동에 의해 발생하는 현상을 말한다.
이러한 열전현상은 외부로부터 인가되는 전류에 의해 형성되는 재료 양단의 온도차를 이용하여 냉각분야에 응용되는 펠티어 효과(Peltier effect)와, 재료 양단의 온도차로부터 발생하는 기전력을 이용하여 발전분야에 응용하는 제벡효과(Seebeck effect)로 대별된다.
상기와 같은 열전현상을 나타내는 열전재료는 열전형상에 따른 열전냉각 기능을 통하여 냉매가스를 사용하는 수동형 냉각시스템으로 발열문제 해결이 어려운 반도체 장비 및 전자기기의 능동형 냉각 시스템에 적용되고 있다.
그리고 열전재료는 열전현상에 따른 열전발전 기능을 통하여 자동차 엔진, 선박 엔진, 산업 현장 등에서 발생하는 열에 의해 발생하는 재료 양단의 온도차에 의한 발전이 가능하여 신재생 에너지원의 하나로 주목받고 있다.
그러나 종래의 열전재료로는 상기한 냉각 시스템과 발전 시스템 등에 응용하여 상용화하기에는 열전성능이 떨어지는 한계가 있다. 이에 따라 열전재료를 응용한 냉각 시스템과 발전 시스템 등의 상용화를 위해서는 열전재료의 열전성능을 향상시킬 수 있는 기술이 무엇보다 요구되고 있다.
국내 공개특허공보 제10-2011-0109562호, 2011.10.06.자 공개. 국내 등록특허공보 제10-1027483호, 2011.03.30.자 등록.
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로서, 열전재료의 열전성능을 향상시켜 이에 의한 열전냉각 기능과 열전발전 기능을 극대화시킴으로써 이를 응용하는 냉각 시스템과 발전 시스템 등을 상용화할 수 있도록 열전재료의 열전성능 향상 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열전성능이 향상된 열전재료의 제조방법은, 열전재료를 제조하는 방법에 있어서, 상기 열전재료의 110면에 대한 빈도수를 1010면에 대한 빈도수에 비하여 상대적으로 증가시키는 제조공정을 통하여 열전성능의 향상 효과가 나타나는 열전재료를 제조하는 것을 특징으로 한다.
상기 제조공정은, 원료인 Bi, Te, 및 Se를 세척한 후 Bi2Te2 .85Se0 .15의 조성비가 되도록 칭량하는 제1단계; 상기 칭량된 원료를 진공상태의 앰플에 장입한 후 아르곤가스를 채워서 밀봉하는 제2단계; 상기 밀봉된 앰플을 전기로에 투입하여 원료를 용융시키는 제3단계; 상기 용융된 원료를 급속냉각하여 잉곳을 제조하는 제4단계; 상기 제조된 잉곳을 볼밀링법으로 나노미터 내지 마이크로미터 단위의 입자 크기이고 Bi2Te2 .85Se0 .15의 조성비를 가지는 분말로 파쇄하는 제5단계; 및 상기 파쇄된 분말을 핫프레싱 소결 처리와 스파크 플라즈마 소결 처리를 2회에 걸쳐서 차례대로 행하여 110면에 대한 빈도수가 1010면에 대한 빈도수에 비하여 상대적으로 증가된 구조를 가지는 열전재료의 제조를 완료하는 제6단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제3단계에서의 급속냉각은, 앰플을 물로 급속냉각하는 것임을 특징으로 한다.
상기 제6단계에서의 핫프레싱 소결 처리는, 350~500℃에서 5~30분 동안 100~200MPa의 조건으로 행하되, 2차로 행할 때의 압력과 온도를 1차로 행할 때의 압력과 온도보다 상대적으로 더 높게 하여 행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제6단계에서의 스파크 플라즈마 소결 처리는, 350~550℃에서 5~30분 동안 30~70MPa의 조건으로 행하되, 2차로 행할 때의 압력과 온도를 1차로 행할 때의 압력과 온도보다 상대적으로 더 높게 하여 행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제조공정은, 비스무트 네오데카노에이트(Bi(OCOC(CH3)2(CH2)5CH3)3)와 도데칸디올(CH3(CH2)11SH)을 반응시켜 비스무트 도데케인싸이올(Bi(CH3(CH2)11S) 전구체를 합성하는 제1단계; 상기 합성된 비스무트 도데케인싸이올 전구체를 텔루륨 트리옥틸포스핀(Te(C24H51OP)과 반응시켜 Bi2Te3 나노파우더를 합성하는 제2단계; 및 상기 합성된 Bi2Te3 나노파우더를 몰드에 장입하여 스파크 플라즈마 소결 처리한 후 와이어 컷팅하여 110면에 대한 빈도수가 1010면에 대한 빈도수에 비하여 상대적으로 증가된 구조를 가지는 열전재료의 제조를 완료하는 제3단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제3단계에서의 스파크 플라즈마 소결 처리는, 200~325℃에서 5~10분 동안 30~70MPa의 조건으로 행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제조공정은, 원료인 Bi, Te, 및 Se를 세척한 후 Bi2Te2 .85Se0 .15의 조성비가 되도록 칭량하는 제1단계; 상기 칭량된 원료를 진공상태의 제1앰플에 장입한 후 아르곤가스를 채워서 밀봉하는 제2단계; 상기 밀봉된 제1앰플을 전기로에 투입하여 원료를 용융시키는 제3단계; 상기 용융된 원료를 급속냉각하여 잉곳을 제조하는 제4단계; 상기 제조된 잉곳을 하단에 하단이 노즐 형태인 제2앰플에 장입하여 밀봉하는 제5단계; 상기 밀봉된 제2앰블을 진공챔버에 투입하여 유도가열 방식으로 잉곳을 용융시키면서 제2앰플의 노즐을 통해 분사하는 제6단계; 및 상기 분사된 분사체를 제2앰플을 급속냉각하여 110면에 대한 빈도수가 1010면에 대한 빈도수에 비하여 상대적으로 증가된 구조를 가지는 열전재료의 제조를 완료하는 제7단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제3단계는, 800~1200℃에서 1~10시간 동안 행하여 원료를 용융시키는 것임을 특징으로 한다.
상기 제4단계에서의 급속냉각은, 제1앰플을 물로 급속냉각하는 것임을 특징으로 한다.
상기 제7단계에서의 급속냉각은, 제2앰플의 하단에서 회전하는 휠에 의해 급속냉각하는 것임을 특징으로 한다.
상기한 구성에 의한 본 발명은, 110면에 대한 빈도수를 1010면에 대한 빈도수에 비하여 상대적으로 높이는 제조공정을 통해 열전성능의 향상 효과가 나타나는 열전재료를 제조 가능함으로써 열전재료가 응용되는 열전 냉각 시스템과 열전 발전 시스템 등의 상용화를 실현시키는데 일조할 수 있는 효과가 기대된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 열전재료의 XRD 분석 그래프.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 열전재료의 SEM 사진.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 열전재료의 성능을 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 열전재료의 TEM 사진.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 열전재료의 XRD 분석 그래프.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 열전재료의 성능 지수를 나타낸 그래프.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 열전재료의 XRD 분석 그래프.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 열전재료의 성능 지수를 나타낸 그래프.
본 발명은 재료 양단의 온도차를 이용하여 냉각분야에 응용되는 펠티어 효과(Peltier effect)와, 재료 양단의 온도차로부터 발생하는 기전력을 이용하여 발전분야에 응용하는 제벡효과(Seebeck effect)를 가지는 열전재료를 제조하기 위한 열전성능이 향상된 열전재료의 제조방법에 관한 것이다.
특히, 본 발명에 따른 열전성능이 향상된 열전재료의 제조방법은 열전성능의 향상 효과가 나타나도록 하는 제조공정을 통해 열전재료를 제조함으로써 이를 통해 열전재료가 응용되는 냉각 시스템과 발전 시스템 등의 상용화가 실현될 수 있도록 한 것이다.
이러한 특징은, 열전재료의 110면에 대한 빈도수를 1010면에 대한 빈도수에 비하여 상대적으로 증가되도록 하는 제조공정들을 통해서 열전재료를 제조함으로써 가능하게 된다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 열전성능이 향상된 열전재료의 제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 열전재료의 XRD 분석 그래프이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 열전재료의 SEM 사진이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 열전재료의 열전성능을 나타낸 그래프이고, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 열전재료의 TEM 사진이며, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 열전재료의 XRD 분석 그래프이고, 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 열전재료의 성능 지수를 나타낸 그래프이고, 도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 열전재료의 XRD 분석 그래프이며, 도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 열전재료의 성능 지수를 나타낸 그래프이다.
먼저, 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 열전성능이 향상된 열전재료의 제조방법을 설명한다.
가장 먼저 원료가 되는 99.999% 이상의 고순도 Bi, Te, 및 Se를 염산, 질산, 아세톤, 에탄올 등을 사용하여 세척한 후 Bi2Te2 .85Se0 .15의 조성비가 되도록 정밀저울을 이용하여 칭량하여 준비한다.
그리고 칭량된 원료를 내부가 카본으로 코팅된 석영관 앰플에 장입하고, 석영관 앰플을 로터리 진공펌프와 유확산 진공펌프로 10-7Torr 압력 이하의 진공상태로 만든 후, 고진공 상태이 석영관 앰플의 내부에 아르곤가스를 채워서 대기압 수준에서 밀봉한다. 그러면 석영관 앰플에는 아르곤가스로 충진된 Bi2Te2 .85Se0 .15의 조성비를 갖는 원료가 존재하게 된다.
그런 다음 밀봉된 석영관 앰플을 전기로에 투입하여 800℃에서 10시간 동안 가열하여 원료를 용융시킨다. 이에 따라 Bi, Te, 및 Se이 균일하게 혼합되어 용융되면서 Bi2Te2 .85Se0 .15 열전재료가 된다.
그리고 용융된 원료가 들어있는 석영관 앰플을 급속냉각하여 잉곳을 제조한다. 단, 석영관 앰플을 급속냉각할 때는 물로 석영관 앰플을 급속냉각하는 수냉 방식을 이용한다.
그런 다음 제조된 잉곳을 볼밀링법을 이용하여 분말 형태로 파쇄한다. 그러면 나노미터 내지 마이크로미터 단위의 입자 크기를 가지는 열전재료 분말을 얻게 된다.
그리고 파쇄된 열전재료 분말을 핫프레싱 소결 처리와 스파크 플라즈마 소결 처리를 2회에 걸쳐서 차례대로 행한다.
이때 핫프레싱 소결 처리는 350~500℃에서 5~30분 동안 100~200MPa의 조건으로 행하고, 스파크 플라즈마 소결 처리는 350~550℃에서 5~30분 동안 30~70MPa의 조건으로 행한다. 단, 핫프레싱 소결 처리와 스파크 플라즈마 소결 처리는 1차로 행할 때보다 2차로 행할 때 압력과 온도를 상대적으로 더 높게 설정하여 행한다.
상기와 같이 핫프레싱 소결 처리와 스파크 플라즈마 소결 처리를 2회에 걸쳐서 행하고 1차보다 2차에서 온도와 압력을 높이는 이유는 무질서하게 배열되어 있는 열전재료의 구조가 질서 정연하게 배향되도록 하기 위함이다.
이에 따라 110면에 대한 빈도수가 1010면에 대한 빈도수에 비하여 상대적으로 증가된 구조에 의해 열전성능이 향상된 Bi2Te2 .85Se0 .15 열전재료를 얻게 된다.
상기 제1실시예에 따라 제조된 Bi2Te2 .85Se0 .15 열전재료는 다음과 같은 열전성능 향상 효과를 가지게 된다.
도 1은 열전재료의 XRD 분석 그래프로서, 2차 소결 후 열전재료의 (110)/(1010) 빈도수(a축 방향)가 1차 소결 후보다 상대적으로 크게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 도 2는 열전재료의 SEM 사진으로서, 2차 소결 후의 소결 압력 방향에 수직으로 판상형태로 결정 배향이 형성되는 것을 확인할 수 있다. 도 3은 열전재료의 성능을 나타낸 그래프로서, 2차 소결을 완료한 열전재료(a축 방향)가 전기저항, 제백계수, 출력인자, 열전도도, 및 성능지수 면에서 향상되는 것을 확인할 수 있다. 이러한 열전성능 향상 효과는 (110)/(1010) 빈도수가 증가함에 따른 효과인 것을 확인할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 열전성능이 향상된 열전재료의 제조방법을 설명한다.
가장 먼저 비스무트 네오데카노에이트(Bi(OCOC(CH3)2(CH2)5CH3)3)와 도데칸디올(CH3(CH2)11SH)을 반응시킨다. 그러면 비스무트 네오데카노에이트(Bi(OCOC(CH3)2(CH2)5CH3)3)와 도데칸디올(CH3(CH2)11SH가 반응하면서 비스무트 도데케인싸이올(Bi(CH3(CH2)11S) 전구체가 합성되게 된다.
그리고 합성된 비스무트 도데케인싸이올 전구체를 70에서 텔루륨 트리옥틸포스핀(Te(C24H51OP)과 반응시킨다. 그러면 비스무트 네오데카노에이트(Bi(OCOC(CH3)2(CH2)5CH3)3)와 도데칸디올(CH3(CH2)11SH의 반응에 따라 Bi2Te3 나노파우더가 합성되게 된다.
그런 다음 합성된 Bi2Te3 나노파우더를 몰드에 장입하여 스파크 플라즈마 소결 처리한 후 와이어 컷팅한다. 이때 스파크 플라즈마 소결 처리는 200~325℃에서 5~10분 동안 30~70MPa으로 행한다.
이에 따라 110면에 대한 빈도수가 1010면에 대한 빈도수에 비하여 상대적으로 증가된 구조를 가지는 Bi2Te3 열전재료를 얻게 된다.
상기 제2실시예에 따라 제조된 Bi2Te3 열전재료는 다음과 같은 열전성능 향상 효과를 가진다. 도 4는 열전재료의 TEM 사진으로서, 열전재료가 얇은 박막의 나노 입자 형태로 형성되는 것을 확인할 수 있다. 도 5는 소결온도에 따른 열전재료의 XRD 분석 그래프로서, 250~300℃의 온도에서 소결 처리시 (110)/(1010) 빈도수가 높은 것을 확인할 수 있고, 이러한 (110)/(1010) 빈도수의 증가로 인하여 성능지수가 향상되는 것을 유추할 수 있다. 도 6은 소결온도에 따른 열전재료의 성능 지수를 나타낸 그래프로서, 250~300℃의 온도에서 소결 처리시 성능지수가 향상되는 것을 확인할 수 있다.
마지막으로, 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 열전성능이 향상된 열전재료의 제조방법을 설명한다.
가장 먼저 원료가 되는 99.999% 이상의 고순도 Bi, Te, 및 Se를 염산, 질산, 아세톤, 에탄올 등을 사용하여 세척한 후 Bi2Te2 .85Se0 .15의 조성비가 되도록 정밀저울을 이용하여 칭량하여 준비한다.
그리고 칭량된 원료를 내부가 카본으로 코팅된 석영관 앰플에 장입하고, 석영관 앰플을 로터리 진공펌프와 유확산 진공펌프로 10-7Torr 압력 이하의 진공상태로 만든 후, 고진공 상태이 석영관 앰플의 내부에 아르곤가스를 채워서 대기압 수준에서 밀봉한다. 그러면 석영관 앰플에는 아르곤가스로 충진된 Bi2Te2 .85Se0 .15의 조성비를 갖는 원료가 존재하게 된다.
그런 다음 밀봉된 석영관 앰플을 전기로에 투입하여 800~1200℃에서 1~10시간 동안 가열하여 원료를 용융시킨다. 이에 따라 Bi, Te, 및 Se이 균일하게 혼합되어 용융되면서 Bi2Te2 .85Se0 .15 열전재료가 된다.
그리고 용융된 원료가 들어있는 석영관 앰플을 급속냉각하여 잉곳을 제조한다. 단, 석영관 앰플을 급속냉각할 때는 물로 석영관 앰플을 급속냉각하는 수냉 방식을 이용한다.
그런 다음 제조된 잉곳을 하단이 노즐 형태로 된 분사형 앰플에 장입하여 밀봉한다. 그리고 밀봉된 제2앰블을 진공챔버에 투입하여 유도가열 방식으로 잉곳을 용융시키면서 제2앰플의 노즐을 통해 분사한다. 이때 진공챔버의 내부에 10-7Torr 압력 이하의 진공상태에서 아르곤가스를 채원 상태에서 진행한다.
그리고 제2앰플의 노즐에서 분사되는 분사체를 노즐의 하단에 10~50m/sec의 속도로 회전하는 휠을 통해 급속냉각한다. 이에 따라 110면에 대한 빈도수가 1010면에 대한 빈도수에 비하여 상대적으로 증가된 구조를 가지는 리본 형태의 Bi2Te2.85Se0.15 열전재료를 얻게 된다.
상기 제3실시예에 따라 제조된 Bi2Te2 .85Se0 .15 열전재료는 다음과 같은 열전성능 향상 효과를 가진다. 도 7은 휠에 의한 급속냉각 속도에 따른 열전재료의 XRD 분석 그래프로서, 휠의 속도가 30m/sec일 때 (110)/(1010) 빈도수가 가장 높은 것을 확인할 수 있다. 도 8은 급속냉각 속도에 따른 열전재료의 성능지수 그래프로서, 휠의 속도가 30m/sec일 때 성능지수가 가장 높게 나타나는 것을 확인할 수 있는데, 이는 성능지수가 (110)/(1010) 빈도수에 비례하여 나타나는 것임을 유추할 수 있다.
상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야에 대한 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형된 다른 실시예가 가능하다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위에는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 상기의 실시예뿐만 아니라 다양하게 변형된 다른 실시예가 포함되어야 한다.

Claims (11)

  1. 열전재료를 제조하는 방법에 있어서,
    원료인 Bi, Te, 및 Se를 세척한 후 Bi2Te2.85Se0.15의 조성비가 되도록 칭량하는 제1단계;
    상기 칭량된 원료를 진공상태의 앰플에 장입한 후 아르곤가스를 채워서 밀봉하는 제2단계;
    상기 밀봉된 앰플을 전기로에 투입하여 원료를 용융시키는 제3단계;
    상기 용융된 원료를 급속냉각하여 잉곳을 제조하는 제4단계;
    상기 제조된 잉곳을 볼밀링법으로 나노미터 내지 마이크로미터 단위의 입자 크기이고 Bi2Te2.85Se0.15의 조성비를 가지는 분말로 파쇄하는 제5단계; 및
    상기 파쇄된 분말을 핫프레싱 소결 처리와 스파크 플라즈마 소결 처리를 2회에 걸쳐서 차례대로 행하여 110면에 대한 빈도수가 1010면에 대한 빈도수에 비하여 상대적으로 증가된 구조를 가지는 열전재료의 제조를 완료하는 제6단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열전성능이 향상된 열전재료의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제4단계에서의 급속냉각은,
    앰플을 물로 급속냉각하는 것임을 특징으로 하는 열전성능이 향상된 열전재료의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제6단계에서의 핫프레싱 소결 처리는,
    350~500℃에서 5~30분 동안 100~200MPa의 조건으로 행하되,
    2차로 행할 때의 압력과 온도를 1차로 행할 때의 압력과 온도보다 상대적으로 더 높게 하여 행하는 것을 특징으로 하는 열전성능이 향상된 열전재료의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제6단계에서의 스파크 플라즈마 소결 처리는,
    350~550℃에서 5~30분 동안 30~70MPa의 조건으로 행하되,
    2차로 행할 때의 압력과 온도를 1차로 행할 때의 압력과 온도보다 상대적으로 더 높게 하여 행하는 것을 특징으로 하는 열전성능이 향상된 열전재료의 제조방법.
  6. 열전재료를 제조하는 방법에 있어서,
    비스무트 네오데카노에이트(Bi(OCOC(CH3)2(CH2)5CH3)3)와 도데칸디올(CH3(CH2)11SH)을 반응시켜 비스무트 도데케인싸이올(Bi(CH3(CH2)11S) 전구체를 합성하는 제1단계;
    상기 합성된 비스무트 도데케인싸이올 전구체를 텔루륨 트리옥틸포스핀(Te(C24H51OP)과 반응시켜 Bi2Te3 나노파우더를 합성하는 제2단계; 및
    상기 합성된 Bi2Te3 나노파우더를 몰드에 장입하여 스파크 플라즈마 소결 처리한 후 와이어 컷팅하여 110면에 대한 빈도수가 1010면에 대한 빈도수에 비하여 상대적으로 증가된 구조를 가지는 열전재료의 제조를 완료하는 제3단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열전성능이 향상된 열전재료의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제3단계에서의 스파크 플라즈마 소결 처리는,
    200~325℃에서 5~10분 동안 30~70MPa의 조건으로 행하는 것을 특징으로 하는 열전성능이 향상된 열전재료의 제조방법.
  8. 열전재료를 제조하는 방법에 있어서,
    원료인 Bi, Te, 및 Se를 세척한 후 Bi2Te2.85Se0.15의 조성비가 되도록 칭량하는 제1단계;
    상기 칭량된 원료를 진공상태의 제1앰플에 장입한 후 아르곤가스를 채워서 밀봉하는 제2단계;
    상기 밀봉된 제1앰플을 전기로에 투입하여 원료를 용융시키는 제3단계;
    상기 용융된 원료를 급속냉각하여 잉곳을 제조하는 제4단계;
    상기 제조된 잉곳을 하단에 하단이 노즐 형태인 제2앰플에 장입하여 밀봉하는 제5단계;
    상기 밀봉된 제2앰블을 진공챔버에 투입하여 유도가열 방식으로 잉곳을 용융시키면서 제2앰플의 노즐을 통해 분사하는 제6단계; 및
    상기 분사된 분사체를 제2앰플을 급속냉각하여 110면에 대한 빈도수가 1010면에 대한 빈도수에 비하여 상대적으로 증가된 구조를 가지는 열전재료의 제조를 완료하는 제7단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열전성능이 향상된 열전재료의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제3단계는,
    800~1200℃에서 1~10시간 동안 행하여 원료를 용융시키는 것임을 특징으로 하는 열전성능이 향상된 열전재료의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제4단계에서의 급속냉각은,
    제1앰플을 물로 급속냉각하는 것임을 특징으로 하는 열전성능이 향상된 열전재료의 제조방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제7단계에서의 급속냉각은,
    제2앰플의 하단에서 회전하는 휠에 의해 급속냉각하는 것임을 특징으로 하는 열전성능이 향상된 열전재료의 제조방법.
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