KR102435413B1 - Thermoelectric materials of Skinnerite Cu3SbS3 and method for preparing the same - Google Patents

Thermoelectric materials of Skinnerite Cu3SbS3 and method for preparing the same Download PDF

Info

Publication number
KR102435413B1
KR102435413B1 KR1020210018490A KR20210018490A KR102435413B1 KR 102435413 B1 KR102435413 B1 KR 102435413B1 KR 1020210018490 A KR1020210018490 A KR 1020210018490A KR 20210018490 A KR20210018490 A KR 20210018490A KR 102435413 B1 KR102435413 B1 KR 102435413B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sbs
powder
temperature
skinnerite
thermoelectric
Prior art date
Application number
KR1020210018490A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102435413B9 (en
KR20220114896A (en
Inventor
김일호
이고은
Original Assignee
한국교통대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국교통대학교산학협력단 filed Critical 한국교통대학교산학협력단
Priority to KR1020210018490A priority Critical patent/KR102435413B1/en
Publication of KR20220114896A publication Critical patent/KR20220114896A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102435413B1 publication Critical patent/KR102435413B1/en
Publication of KR102435413B9 publication Critical patent/KR102435413B9/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/80Constructional details
    • H10N10/85Thermoelectric active materials
    • H10N10/851Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions
    • H10N10/852Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions comprising tellurium, selenium or sulfur
    • H01L35/16
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G3/00Compounds of copper
    • C01G3/006Compounds containing, besides copper, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G30/00Compounds of antimony
    • C01G30/002Compounds containing, besides antimony, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/0425Copper-based alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/08Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
    • H01L35/34
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/01Manufacture or treatment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

본 발명의 다양한 실시예에 따른 열전재료의 제조 방법은, 원료물질인 Cu, Sb 및 S 분말을 혼합하는 단계; 상기 원료물질을 기계적 합금화하여 분말을 합성하는 단계; 및 상기 합성된 분말을 열간 압축 성형(Hot Pressing, HP)하는 단계를 포함할 수 있다.A method of manufacturing a thermoelectric material according to various embodiments of the present invention includes mixing Cu, Sb, and S powder as raw materials; synthesizing a powder by mechanically alloying the raw material; and hot pressing (HP) the synthesized powder.

Description

스키너라이트 열전재료 및 그의 제조방법{Thermoelectric materials of Skinnerite Cu3SbS3 and method for preparing the same}Skinnerite thermoelectric material and its manufacturing method {Thermoelectric materials of Skinnerite Cu3SbS3 and method for preparing the same}

본 발명은 스키너라이트 열전재료 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a skinnerite thermoelectric material and a method for manufacturing the same.

화석연료의 고갈 및 온실가스 배출에 의한 환경 문제가 세계적인 이슈로 대두되면서 신재생에너지에 대한 개발이 필요한 상황이다. 또한 최근 들어 사물인터넷 센서, 소형 스마트기기 등이 발전하면서 새로운 형태의 에너지 공급원이 필요해졌다. 이에 따라 버려지는 에너지를 수확 또는 이용하여 전기에너지로 재생산하는 에너지 하베스팅 기술이 연구 개발되고 있다. 그 중에서도 대부분 버려지는 산업체 및 수송용 기기의 폐열과 인체의 체온을 전기에너지로 활용할 수 있는 열전 에너지 변환기술이 관심 받고 있다. 열전 모듈의 효율은 열전소재의 무차원 열전성능지수(ZT)에 크게 의존하며, ZT = α2σκ-1T(α는 제벡계수, σ는 전기전도도, κ는 열전도도, 그리고 T는 절대온도)로 나타낸다. 따라서 열전 소재의 성능을 향상시키기 위해서는 출력인자(α2σ)의 증가와 열전도도의 감소가 필요하다.As environmental problems due to depletion of fossil fuels and greenhouse gas emissions are emerging as global issues, the development of new and renewable energy is necessary. In addition, with the recent development of IoT sensors and small smart devices, a new type of energy source is needed. Accordingly, energy harvesting technology that harvests or uses wasted energy and regenerates it into electrical energy is being researched and developed. Among them, thermoelectric energy conversion technology that can utilize waste heat from industrial and transportation equipment and body temperature, which are mostly discarded, into electrical energy is attracting attention. The efficiency of the thermoelectric module largely depends on the dimensionless thermoelectric figure of merit ( ZT ) of the thermoelectric material, ZT = α 2 σκ -1 T ( α is Seebeck coefficient, σ is electrical conductivity, κ is thermal conductivity, and T is absolute temperature) ) is indicated. Therefore, in order to improve the performance of the thermoelectric material, it is necessary to increase the output factor (α 2 σ) and decrease the thermal conductivity.

최근 매장량이 풍부하고 값이 저렴한 비독성의 원소로 구성된 친환경적인 재료 탐색에 대한 필요성이 증가하고 있다. 이에 Cu3SbS4 (famatinite), Cu12Sb4S13 (tetrahedrite), Cu3SbS3 (skinnerite), 그리고 Cu3SbS2 (chalcostibite)를 포함하는 Cu-Sb-S 화합물이 p형 열전재료로서 관심 받고 있다. Cu3SbS4를 제외한 세 화합물은 Sb 원자의 고립 전자쌍으로 인한 척력으로 Cu 원자가 진동하면서 낮은 격자 열전도도를 가지는 것으로 알려져 있다. Recently, there is an increasing need for the search for eco-friendly materials composed of non-toxic elements with abundant reserves and low cost. Accordingly, Cu-Sb-S compounds including Cu 3 SbS 4 (famatinite), Cu 12 Sb 4 S 13 (tetrahedrite), Cu 3 SbS 3 (skinnerite), and Cu 3 SbS 2 (chalcostibite) are used as p-type thermoelectric materials. are interested Except for Cu 3 SbS 4 , the three compounds are known to have low lattice thermal conductivity as Cu atoms vibrate due to the repulsive force caused by the lone electron pair of Sb atoms.

그 중 Cu3SbS3는 가장 큰 S-Sb-S 결합각을 가져 가장 낮은 격자 열전도도를 갖는다. 또한 높은 흡수 계수 및 적당한 밴드갭 (1.40-1.84 eV) 값을 가져 photovoltaic 분야에도 유망한 재료로서 보고된 반면, Cu3SbS3의 열전특성에 대한 연구는 거의 없다.Among them, Cu 3 SbS 3 has the largest S-Sb-S bonding angle and thus has the lowest lattice thermal conductivity. In addition, it has been reported as a promising material in the photovoltaic field due to its high absorption coefficient and moderate bandgap (1.40-1.84 eV), but there are few studies on the thermoelectric properties of Cu 3 SbS 3 .

본 발명은 스키너라이트 Cu3SbS3 열전재료 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 기계적 합금화 및 열간압축을 이용하여 Cu3SbS3 상을 고상합성하기 위한 최적 공정 조건을 제공하고자 한다. 또한, 출력인자를 극대화하여 열전 성능이 향상된 스키너라이트 Cu3SbS3 열전재료 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다. The present invention is skinnerite Cu 3 SbS 3 To a thermoelectric material and a method for manufacturing the same, and to provide optimal process conditions for solid-phase synthesis of Cu 3 SbS 3 phase using mechanical alloying and hot compression. Another object of the present invention is to provide a skinnerite Cu 3 SbS 3 thermoelectric material with improved thermoelectric performance by maximizing an output factor and a manufacturing method thereof.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 열전재료의 제조 방법은, 원료물질인 Cu, Sb 및 S 분말을 혼합하는 단계; 상기 원료물질을 기계적 합금화하여 분말을 합성하는 단계; 및 상기 합성된 분말을 열간 압축 성형(Hot Pressing, HP)하는 단계를 포함할 수 있다.A method of manufacturing a thermoelectric material according to various embodiments of the present invention includes mixing Cu, Sb, and S powder as raw materials; synthesizing powder by mechanically alloying the raw material; and hot pressing (HP) the synthesized powder.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 제조 방법으로 제조된 열전재료는 Cu3SbS3 스키너라이트(Skinnerite)이다.The thermoelectric material manufactured by the manufacturing method according to various embodiments of the present invention is Cu 3 SbS 3 It is Skinnerite.

본 발명의 다양한 실시예에서는 열전성능이 향상된 열전재료 및 그 제조방법을 제공할 수 있다. Various embodiments of the present invention may provide a thermoelectric material with improved thermoelectric performance and a method for manufacturing the same.

본 발명의 스키너라이트(Skinnerite) 열전재료는 출력인자를 극대화하여 열전성능지수를 향상시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 623 K에서 소결한 시편의 경우 623 K에서 0.61 mWm-1K-2의 최대 출력인자와 0.51의 ZT를, 673 K에서 소결한 시편의 경우 0.58 mWm-1K-2의 출력인자와 0.57의 최대 ZT를 나타냈다.Skinnerite thermoelectric material of the present invention can improve the thermoelectric figure of merit by maximizing the output factor. According to an embodiment of the present invention, in the case of a specimen sintered at 623 K, a maximum output factor of 0.61 mWm -1 K -2 and a ZT of 0.51 at 623 K, and 0.58 mWm -1 K in the case of a specimen sintered at 673 K It showed an output factor of -2 and a maximum ZT of 0.57.

본 발명의 제조 방법은 기계적 합금화와 열간 압축 성형을 이용함으로써 cubic skinnerite Cu3SbS3를 성공적으로 고상합성할 수 있다. 또한, 상대적으로 빠른 시간 내에 고상합성으로 균질한 Cu3SbS3 를 제조할 수 있어 효과적인 공정이다.The manufacturing method of the present invention can successfully synthesize cubic skinnerite Cu 3 SbS 3 by using mechanical alloying and hot compression molding. In addition, it is an effective process because it can produce homogeneous Cu 3 SbS 3 by solid-state synthesis within a relatively short time.

도 1은 Cu3SbS3의 MA 및 HP 후의 XRD 패턴을 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 1의 MA 분말의 TG-DSC 분석 결과이다.
도 3은 실시예 1의 HP 시편의 TG-DSC 분석 결과이다.
도 4는 HP 온도에 따른 Cu3SbS3의 표면 및 파단면의 FESEM 이미지이다.
도 5는 HP 온도에 따른 Cu3SbS3의 전자이동특성을 나타낸 것이다.
도 6은 Cu3SbS3의 HP 온도에 따른 전기전도도를 나타낸 것이다.
도 7은 Cu3SbS3의 HP 온도에 따른 제벡계수를 나타낸 것이다.
도 8은 Cu3SbS3의 HP 온도에 따른 출력인자를 나타낸 것이다.
도 9는 Cu3SbS3의 HP 온도에 따른 열전도도를 나타낸 것이다.
도 10는 Cu3SbS3의 HP 온도에 따른 무차원 열전성능지수 (ZT)를 나타낸 것이다.
1 shows the XRD pattern after MA and HP of Cu 3 SbS 3 .
2 is a TG-DSC analysis result of the MA powder of Example 1.
3 is a TG-DSC analysis result of the HP specimen of Example 1.
4 is a FESEM image of the surface and fracture surface of Cu 3 SbS 3 according to the HP temperature.
5 is a graph showing the electron mobility of Cu 3 SbS 3 according to the HP temperature.
6 shows the electrical conductivity of Cu 3 SbS 3 according to the HP temperature.
7 shows the Seebeck coefficient according to the HP temperature of Cu 3 SbS 3 .
8 shows an output factor according to the HP temperature of Cu 3 SbS 3 .
9 is a graph showing the thermal conductivity of Cu 3 SbS 3 according to the HP temperature.
10 shows the dimensionless thermoelectric figure of merit ( ZT ) according to the HP temperature of Cu 3 SbS 3 .

이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, various embodiments of the present document will be described with reference to the accompanying drawings. The examples and terms used therein are not intended to limit the technology described in this document to specific embodiments, and should be understood to include various modifications, equivalents, and/or substitutions of the embodiments.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 열전재료의 제조 방법은, 원료물질인 Cu, Sb 및 S 분말을 혼합하는 단계; 상기 원료물질을 기계적 합금화하여 분말을 합성하는 단계; 및 상기 합성된 분말을 열간 압축 성형(Hot Pressing, HP)하는 단계를 포함할 수 있다.A method of manufacturing a thermoelectric material according to various embodiments of the present invention includes mixing Cu, Sb, and S powder as raw materials; synthesizing powder by mechanically alloying the raw material; and hot pressing (HP) the synthesized powder.

원료물질을 준비하는 단계에서, 원료물질을 조성식 Cu3SbS3에 맞게 칭량하여 준비할 수 있다. 이때, Cu는 입도가 45 μm 미만인 원소분말을 준비하고, Sb는 75 μm 미만인 원소분말을 준비하고, S는 75 μm 미만인 원소분말을 준비할 수 있다. In the step of preparing the raw material, the raw material may be prepared by weighing it according to the compositional formula Cu 3 SbS 3 . At this time, Cu may prepare an elemental powder having a particle size of less than 45 μm, Sb may prepare an elemental powder having a particle size of less than 75 μm, and S may prepare an elemental powder having a particle size of less than 75 μm.

다음으로, 분말을 합성하는 단계에서는 상기 준비된 원료물질을 기계적 합금화 (mechanical alloying, MA) 할 수 있다. 기계적 합금화는 용기가 회전함에 따라 성분원소 분말과 볼 사이에서 파쇄와 압접이 반복되면서 합금화가 진행되는 방법으로, 용융 공정에서 나타나는 원소의 휘발 및 편석을 방지할 수 있는 장점이 있다. 본 발명에서는, 준비된 분말과 직경이 4 내지 6 mm인 steel 볼을 1 : 15 내지 1 : 20의 비율로 혼합하여 볼 밀링할 수 있다. 구체적으로, 200 rpm 내지 2000 rpm으로 1 시간 내지 100 시간 동안 볼 밀링할 수 있다. 볼 밀링 속도가 200 rpm보다 작을 경우 Cu3SbS3상이 제대로 합성되지 않을 수 있고, 2000 rpm 보다 커질 경우 과잉의 에너지에 의해 상분해가 일어나거나 이차상이 형성될 수 있다. 한편, 볼 밀링 시간이 1시간 보다 짧을 경우 Cu3SbS3상이 제대로 합성되지 않을 수 있고, 100 시간 보다 길어질 경우 과잉의 에너지에 의해 상분해가 일어나거나 이차상이 형성될 수 있다. 바람직하게는, 350 rpm으로 6 시간 내지 24 시간 동안 볼 밀링할 수 있다. 다음으로, 열간 압축 성형하는 단계는 473 K 내지 873 K의 온도범위와 상압 내지 100 MPa의 압력범위에서 수행되는 것이 바람직하다. 이 범위보다 낮은 조건에서는 원하는 소결 결과를 얻을 수 없고, 범위보다 높은 조건에서는 제조비용이 높아질 수 있다. 한편, 바람직하게는, 열간 압축 성형(Hot Pressing, HP)으로 소결하는 경우, 573 K 내지 673 K의 온도범위에서 70 Mpa의 압력으로 소결할 수 있다. 더 바람직하게는 623 K 내지 673 K의 온도범위에서 및 70 Mpa의 압력으로 소결할 수 있다.Next, in the step of synthesizing the powder, the prepared raw material may be mechanically alloyed (MA). Mechanical alloying is a method in which alloying proceeds while crushing and pressure welding are repeated between the component element powder and the ball as the container rotates. In the present invention, the prepared powder and a steel ball having a diameter of 4 to 6 mm may be mixed in a ratio of 1:15 to 1:20 for ball milling. Specifically, it may be ball milled at 200 rpm to 2000 rpm for 1 hour to 100 hours. If the ball milling speed is less than 200 rpm, the Cu 3 SbS 3 phase may not be properly synthesized, and if it is greater than 2000 rpm, phase decomposition may occur or a secondary phase may be formed by excessive energy. On the other hand, if the ball milling time is shorter than 1 hour, the Cu 3 SbS 3 phase may not be properly synthesized, and if it is longer than 100 hours, phase decomposition may occur or a secondary phase may be formed due to excessive energy. Preferably, it can be ball milled at 350 rpm for 6 hours to 24 hours. Next, the hot compression molding is preferably performed in a temperature range of 473 K to 873 K and a pressure range of normal pressure to 100 MPa. At a condition lower than this range, a desired sintering result may not be obtained, and at a condition higher than this range, the manufacturing cost may increase. On the other hand, preferably, in the case of sintering by hot pressing (HP), it may be sintered at a pressure of 70 Mpa in a temperature range of 573 K to 673 K. More preferably, it may be sintered in a temperature range of 623 K to 673 K and a pressure of 70 Mpa.

본 발명의 제조 방법은 기계적 합금화와 열간 압축 성형을 이용함으로써 균질한 cubic skinnerite 상을 합성할 수 있다. 또한, 상온에서의 고에너지 볼밀 공정으로 에너지와 시간의 소모가 적어 저비용으로 쉽게 제조할 수 있다. 또한, 상대적으로 빠른 시간 내에 고상합성으로 균질한 Cu3SbS 를 제조할 수 있어 효과적인 공정이다.The manufacturing method of the present invention can synthesize a homogeneous cubic skinnerite phase by using mechanical alloying and hot compression molding. In addition, the high energy ball mill process at room temperature consumes less energy and time, so it can be easily manufactured at low cost. In addition, it is an effective process because it can produce homogeneous Cu 3 SbS by solid-state synthesis within a relatively short time.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 열전재료는 Cu3SbS3로 표시된다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면 열전도도를 감소시키고 출력인자를 최적화하여, 열전 성능이 향상된 열전재료를 제공할 수 있다.The thermoelectric material according to various embodiments of the present invention is represented by Cu 3 SbS 3 . According to various embodiments of the present invention, it is possible to provide a thermoelectric material with improved thermoelectric performance by reducing thermal conductivity and optimizing an output factor.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

실시예 1: 스키너라이트Example 1: Skinnerite CuCu 33 SbSSbS 33 의 제조manufacture of

Cu3SbS3를 합성하기 위하여, 원소분말 상태의 Cu (purity 99.9%, < 45 μm), Sb (purity 99.999%, < 75 μm), 그리고 S (purity 99.99%, < 75 μm)를 화학양론 조성으로 칭량 후 혼합 분말과 stainless-steel 볼 (직경 5 mm)을 1:20의 비율로 hardened steel jar에 장입하였다. Planetary ball mill (Fritsch, Pulverisette5)을 이용하여 350 rpm으로 6 내지 24 시간동안 기계적합금화 (MA)를 실시하였다. 합성된 분말은 내경 10 mm의 그라파이트 몰드에 장입하여 573 내지 673 K에서 2시간동안 70 MPa의 압력으로 진공 열간압축성형 (HP) 하였다. To synthesize Cu 3 SbS 3 , the stoichiometric composition of Cu (purity 99.9%, < 45 μm), Sb (purity 99.999%, < 75 μm), and S (purity 99.99%, < 75 μm) in elemental powder state After weighing, the mixed powder and stainless-steel balls (diameter 5 mm) were charged into a hardened steel jar at a ratio of 1:20. Mechanical alloying (MA) was performed at 350 rpm for 6 to 24 hours using a planetary ball mill (Fritsch, Pulverisette 5). The synthesized powder was charged into a graphite mold with an inner diameter of 10 mm, and vacuum hot compression molding (HP) was performed at 573 to 673 K for 2 hours at a pressure of 70 MPa.

실험예 1: 실시예 1의 X선 회절 패턴 및 DSC 분석Experimental Example 1: X-ray diffraction pattern and DSC analysis of Example 1

도 1은 Cu3SbS3의 MA 및 HP 후의 XRD 패턴을 나타낸 것이다. 350 rpm에서 6시간 밀링 후 cubic Cu3SbS3 (I43m) phase (PDF# 01-075-1574)가 합성이 되었고, 미량의 monoclinic Cu3SbS3 (P21/c) phase (PDF# 01-082-0851)가 검출되었다. MA 시간이 길어질수록 monoclinic의 회절피크 강도가 감소하였다. 1 shows the XRD pattern after MA and HP of Cu 3 SbS 3 . After milling at 350 rpm for 6 hours, cubic Cu 3 SbS 3 ( I 43 m ) phase (PDF# 01-075-1574) was synthesized, and a trace amount of monoclinic Cu 3 SbS 3 ( P 2 1 / c ) phase (PDF# 01-082-0851) was detected. As the MA time increased, the diffraction peak intensity of monoclinic decreased.

상변화에 대한 더 자세한 확인을 위하여 TG-DSC 분석을 실시하고 도 2에 나타내었다. 모든 MA 분말은 873 K에서 큰 흡열피크를 나타내었다. 약 880 K에서 Cu3SbS3가 녹는다고 알려져 있고, 873 K의 흡열피크는 Cu3SbS3의 용융때문이며, 이외의 작은 흡열 피크는 황의 휘발에 의한 상 변화 때문으로 보이고, 이는 TG 커브의 질량 손실과도 일치한다. XRD 및 TG-DSC 결과로부터 Cu3SbS3를 합성하기 위한 최적의 MA 조건을 18 시간으로 결정하였으며, 이후 HP 온도에 따른 상분석 및 열전특성을 평가하였다.In order to confirm the phase change in more detail, TG-DSC analysis was performed and is shown in FIG. 2 . All MA powders showed a large endothermic peak at 873 K. It is known that Cu 3 SbS 3 melts at about 880 K, and the endothermic peak at 873 K is due to the melting of Cu 3 SbS 3 , and the other small endothermic peak is due to the phase change due to sulfur volatilization, which is the mass loss of the TG curve. also coincides with From the XRD and TG-DSC results, the optimal MA condition for synthesizing Cu 3 SbS 3 was determined for 18 hours, and then phase analysis and thermoelectric properties according to the HP temperature were evaluated.

도 1의 (b)는 HP 온도조건에 따른 상 분석 결과이다. 모든 시편은 HP 후에도 cubic Cu3SbS3 phase를 유지하였지만, Cu2S 이차상이 형성되었다. Figure 1 (b) is a phase analysis result according to the HP temperature condition. All specimens maintained cubic Cu 3 SbS 3 phase even after HP, but Cu 2 S secondary phase was formed.

도 3에 HP 시편의 TG-DSC 분석결과를 나타내었다. HP 시편은 798-808 K 사이의 약한 흡열피크와 865-876 K에서의 큰 흡열피크를 나타내었다. 795±2 K에서 tetrahedrite (Cu12Sb4S13) + chalcostibite (CuSbS2) -> famatinite (Cu3SbS4) + skinnerite (Cu3SbS3) 반응이, 804±2 K에서 chalcostibite + Sb -> skinnerite + liquid의 반응이 일어난다고 보고된 바 있다. XRD 결과에서 검출된 Cu2S의 융점은 1143 K으로, 측정 범위에서 나타나지 않았다. 따라서 MA 분말의 TG-DSC 결과와 같이, 큰 흡열피크는 Cu3SbS3의 융점으로 판단되며, 이외의 작은 흡열피크는 황의 휘발에 의한 상 변화 때문으로 해석된다. 3 shows the results of TG-DSC analysis of the HP specimen. The HP specimen showed a weak endothermic peak between 798-808 K and a large endothermic peak at 865-876 K. At 795±2 K, tetrahedrite (Cu 12 Sb 4 S 13 ) + chalcostibite (CuSbS 2 ) -> famatinite (Cu 3 SbS 4 ) + skinnerite (Cu 3 SbS 3 ), at 804±2 K, chalcostibite + Sb -> It has been reported that the reaction of skinnerite + liquid occurs. The melting point of Cu 2 S detected in the XRD result was 1143 K, which did not appear in the measurement range. Therefore, as in the TG-DSC result of MA powder, a large endothermic peak is judged to be the melting point of Cu 3 SbS 3 , and other small endothermic peaks are interpreted as a phase change due to sulfur volatilization.

실험예 2: 실시예 1의 형태 및 조성 분석Experimental Example 2: Analysis of the shape and composition of Example 1

도 4는 HP 온도에 따른 Cu3SbS3의 표면 및 파단면의 FESEM 이미지이다. HP573K2H의 경우 기공이 많고 치밀하지 않은 조직을 볼 수 있으며, 이는 하기 표 1의 낮은 상대밀도와 일치한다. 4 is a FESEM image of the surface and fracture surface of Cu 3 SbS 3 according to the HP temperature. In the case of HP573K2H, a tissue with many pores and not densely can be seen, which is consistent with the low relative density in Table 1 below.

SpecimenSpecimen CompositionComposition Relative density
[%]
Relative density
[%]
Lattice constant [nm]Lattice constant [nm]
NominalNominal ActualActual MA350R18HMA350R18H Cu3SbS3 Cu 3 SbS 3 Cu2.99Sb1.06S2.95 Cu 2.99 Sb 1.06 S 2.95 -- 1.03431.0343 HP573K2HHP573K2H Cu3SbS3 Cu 3 SbS 3 Cu3.34Sb0.89S2.77 Cu 3.34 Sb 0.89 S 2.77 94.494.4 1.03651.0365 HP623K2HHP623K2H Cu3SbS3 Cu 3 SbS 3 Cu3.32Sb0.89S2.79 Cu 3.32 Sb 0.89 S 2.79 99.799.7 1.03741.0374 HP673K2HHP673K2H Cu3SbS3 Cu 3 SbS 3 Cu3.32Sb0.89S2.79 Cu 3.32 Sb 0.89 S 2.79 99.299.2 1.03941.0394

HP623K2H과 HP673K2H의 경우 skinnerite의 이론밀도 (5.1 gcm-3) 대비 99% 이상의 높은 상대밀도를 얻었고, FESEM을 통해 기공이나 크랙이 없는 것을 확인하였다. HP 시편의 XRD 결과에서 Cu2S 불순물이 검출되었지만, 후방산란전자 모드로 관찰한 표면 이미지에서 Cu2S 상을 크게 구별할 수 없었다.In the case of HP623K2H and HP673K2H, relative densities higher than 99% compared to the theoretical density of skinnerite (5.1 gcm -3 ) were obtained, and it was confirmed that there were no pores or cracks through FESEM. Although Cu 2 S impurity was detected in the XRD result of the HP specimen, the Cu 2 S phase could not be significantly distinguished from the surface image observed with the backscattered electron mode.

상기 표 1에 공칭 조성과 EDS 분석을 통한 실제 조성을 나타냈다. MA 분말의 경우 공칭 조성과 실제 조성이 거의 일치한 반면, HP 시편은 실제조성에 약간 차이가 있으며, 이는 소결 공정 중 증기압이 높은 Sb와 S 원소의 휘발에 의한 것으로 판단된다. MA 분말의 격자상수는 1.0343 nm였고, HP 온도가 증가할수록 격자상수가 증가하여 1.0365-1.0394 nm 범위로 나타났다. Table 1 shows the nominal composition and the actual composition through EDS analysis. In the case of MA powder, the nominal composition and the actual composition are almost identical, while the HP specimen has a slight difference in the actual composition, which is thought to be due to the volatilization of Sb and S elements with high vapor pressure during the sintering process. The lattice constant of the MA powder was 1.0343 nm, and as the HP temperature increased, the lattice constant increased, and it appeared in the range of 1.0365-1.0394 nm.

실험예 3: 실시예 1의 전자이동특성 분석Experimental Example 3: Electron migration characteristic analysis of Example 1

도 5는 HP 온도에 따른 Cu3SbS3의 전자이동특성을 나타낸 것이다. 상온에서의 Hall 계수 측정 결과, (3.25-3.87) × 1018 cm-3의 캐리어농도 및 146-153 cm2V-1s-1의 이동도를 갖는 p형 반도체임이 나타났다. Cu chalcogenide 화합물에서 형성에너지가 작은 Cu 공공이 쉽게 형성되어 p형 거동에 기여하는 것은 자주 관찰되는 현상이다. MA(기계적 합금화)-SPS(방전플라즈마소결)로 합성한 cubic Cu3SbS3에서 9.1 × 1019 cm-3의 높은 캐리어농도와 3.7 cm2V-1s-1의 낮은 이동도가 보고된 바 있다. SPS 방법은 짧은 소결 시간으로 MA 분말의 작은 평균 입자크기를 유지하기 때문에, 더 많은 캐리어 산란으로 낮은 이동도를 나타낸 것으로 보인다.5 is a graph showing the electron mobility of Cu 3 SbS 3 according to the HP temperature. As a result of measuring the Hall coefficient at room temperature, it was shown that it is a p -type semiconductor having a carrier concentration of (3.25-3.87) × 10 18 cm -3 and a mobility of 146-153 cm 2 V -1 s -1 . It is a frequently observed phenomenon that Cu vacancies with low formation energy are easily formed in Cu chalcogenide compounds, contributing to the p -type behavior. A high carrier concentration of 9.1 × 10 19 cm -3 and a low mobility of 3.7 cm 2 V -1 s -1 were reported in cubic Cu 3 SbS 3 synthesized by MA (mechanical alloying)-SPS (discharge plasma sintering). have. Since the SPS method maintains a small average particle size of the MA powder with a short sintering time, it appears that the SPS method exhibits lower mobility due to more carrier scattering.

실험예 4: 실시예 1의 전기전도도 분석Experimental Example 4: Electrical conductivity analysis of Example 1

도 6은 Cu3SbS3의 HP 온도에 따른 전기전도도를 나타낸 것이다. 모든 시편은 온도가 증가할수록 전기전도도가 증가하는 비축퇴 반도체 거동을 보였고, HP 온도가 증가할수록 고온에서의 전기전도도가 감소하였다. 소결 온도가 높아지면 조성의 작은 편차를 유발시키고 이는 캐리어농도의 감소를 가져올 수 있다. 따라서 HP 온도가 증가할수록 증기압이 높은 황의 휘발로 인한 캐리어농도의 변화 때문으로 판단된다. 이전 연구에 따르면, MA-SPS(at 623 K for 3 min)로 제작한 Cu3SbS3에서 약 10 Sm-1의 매우 낮은 전기전도도를 얻었고, 이는 낮은 캐리어농도 때문이라고 보고하였다. 또한, 다른 연구에 따르면, Cu3SbS3를 MA-SPS (at 673 K for 5 min)로 제작하였고, 상온에서 540 Sm-1의 전기전도도를 보고하였다. 본 실험예에서는 323 K에서 (7.6-9.5) × 103 Sm-1, 623 K에서 (1.5-2.5) × 103 Sm-1의 전기전도도를 얻었다. 이는 SPS에 비해 HP의 느린 승온속도 및 긴 유지시간 때문에, 공정 중 결정립성장에 의한 이동도 증가 때문으로 판단된다.6 shows the electrical conductivity of Cu 3 SbS 3 according to the HP temperature. All specimens showed non-degenerate semiconductor behavior in which the electrical conductivity increased as the temperature increased, and the electrical conductivity at high temperature decreased as the HP temperature increased. An increase in the sintering temperature causes a small variation in composition, which can lead to a decrease in carrier concentration. Therefore, as the HP temperature increases, it is judged to be due to the change in carrier concentration due to volatilization of sulfur with high vapor pressure. According to a previous study, a very low electrical conductivity of about 10 Sm -1 was obtained from Cu 3 SbS 3 fabricated with MA-SPS (at 623 K for 3 min), which was due to the low carrier concentration. In addition, according to another study, Cu 3 SbS 3 was fabricated with MA-SPS (at 673 K for 5 min), and electrical conductivity of 540 Sm −1 was reported at room temperature. In this experimental example, electrical conductivity of (7.6-9.5) × 10 3 Sm -1 at 323 K and (1.5-2.5) × 10 3 Sm -1 at 623 K was obtained. This is considered to be due to the increase in mobility due to grain growth during the process due to the slow temperature increase rate and long holding time of HP compared to SPS.

실험예 5: 실시예 1의 제벡계수 및 출력인자 분석Experimental Example 5: Seebeck coefficient and output factor analysis of Example 1

도 7은 Cu3SbS3의 HP 온도에 따른 제벡계수를 나타낸 것이다. 제벡계수는 다수 캐리어가 정공인 p형 전도성을 의미하는 양의 값을 가졌고, 이는 Hall 계수의 양의 부호와도 일치하였다. 일반적으로 제벡계수는 온도가 증가함에 따라 최댓값을 보인 후 다시 감소하는 거동을 보이며, 이는 열 여기에 의한 진성 전도 때문이다. 본 실험예에서의 Cu3SbS3는 측정 온도 범위에서 제벡계수가 계속 증가하였고, 진성 전도의 시작이 관찰되지 않았다. 식 α = (8π 2 k B 2 T / 3eh 2 )m * (π/3n) 2/3 (k B: Boltzmann constant, e: electron charge, h: Planck constant, m *: effective carrier mass and n: carrier concentration)에 따라, 제벡계수는 캐리어농도와 반비례인 관계를 가진다. 그러므로 HP 온도의 증가에 따른 제벡계수의 증가는 도 6의 전기전도도와 같은 캐리어농도의 변화 때문으로 보인다. 전기전도도와 제벡계수로부터 얻은 출력인자 (PF = α 2 σ)를 도 8에 나타내었다. 모든 시편은 온도가 증가할수록 출력인자가 증가하였고, 623 K에서 0.58-0.61 mWm-1K-2의 최댓값을 나타내었다.7 shows the Seebeck coefficient according to the HP temperature of Cu 3 SbS 3 . The Seebeck coefficient had a positive value indicating the p -type conductivity in which the majority carriers were holes, and this was consistent with the positive sign of the Hall coefficient. In general, the Seebeck coefficient shows a maximum value as the temperature increases and then decreases again because of intrinsic conduction due to thermal excitation. In Cu 3 SbS 3 in this experimental example, the Seebeck coefficient continued to increase in the measurement temperature range, and the start of intrinsic conduction was not observed. Equation α = (8π 2 k B 2 T / 3eh 2 )m * (π/3n) 2/3 According to ( k B : Boltzmann constant, e : electron charge, h : Planck constant, m * : effective carrier mass and n : carrier concentration), the Seebeck coefficient has an inverse relationship with the carrier concentration. Therefore, it seems that the increase in the Seebeck coefficient according to the increase in the HP temperature is due to the change in carrier concentration such as the electrical conductivity of FIG. 6 . The output factor (PF = α 2 σ ) obtained from the electrical conductivity and Seebeck coefficient is shown in FIG. 8 . For all specimens, the output factor increased as the temperature increased, and the maximum value was 0.58-0.61 mWm -1 K -2 at 623 K.

실험예 6: 실시예 1의 열전도도 분석Experimental Example 6: Thermal conductivity analysis of Example 1

도 9는 Cu3SbS3의 HP 온도에 따른 열전도도를 나타낸 것이다. 열전도도(κ)는 격자진동에 의한 열전도도 (κ L )와 전자에 의한 열전도도 (κ E )의 합으로서 나타낼 수 있으며, 전자 열전도도는 Wiedemann-Franz 식 (κ E = LσT, L: Lorenz number)에 의해 계산될 수 있다. 이 때 로렌츠상수는 식 L = 1.5 + exp[

Figure 112021016649159-pat00001
/116]을 사용하여 계산하였고, 323 K에서 (1.75-1.82)×10-8 V2K- 2을, 623 K에서 (1.68-1.76)×10-8 V2K-2의 값을 얻었다. 이는 전기전도도의 결과와 같이 Cu3SbS3는 비축퇴 반도체임을 의미한다. 이론적으로 로렌츠 상수는 (1.45-2.44)×10-8 V2K-2의 범위를 가지며, 값이 작을수록 비축퇴 반도체 거동을, 값이 클수록 축퇴 반도체(또는 금속성) 거동을 의미한다. 모든 시편은 측정 온도 범위에서 0.78 Wm-1K-1 이하의 낮은 열전도도를 보였다. 온도가 증가할수록 전기전도도가 증가하여 전자 열전도도가 증가한 반면, 격자 열전도도는 온도에 거의 비의존적인 거동을 보였다. 이전 연구에서는 group AV chalcogenide 화합물에서 나타나는 격자 열전도도의 차이가 Sb 5s lone pair electrons와 인접 원자간의 상호작용으로 인한 격자 비조화성에 의한 포논 산란 메커니즘 때문이며, 그 강도는 X-Sb-X (X: chalcogen atom)의 결합각과 인접 원자의 배위수의 관계에 의해 결정됨을 증명하였다. 그러므로 lone pair electrons를 갖는 세 Cu-Sb-S 화합물 중 가장 큰 S-Sb-S 결합각 (99.3°)을 갖는 Cu3SbS3가 온도 비의존적이면서, 가장 낮은 격자 열전도도를 갖는다고 보고하였다.9 is a graph showing the thermal conductivity of Cu 3 SbS 3 according to the HP temperature. Thermal conductivity (κ) can be expressed as the sum of thermal conductivity due to lattice vibration ( κ L ) and thermal conductivity due to electrons ( κ E ) . number) can be calculated by In this case, the Lorentz constant is expressed as L = 1.5 + exp[
Figure 112021016649159-pat00001
/116], and obtained a value of (1.75-1.82)×10 -8 V 2 K -2 at 323 K and (1.68-1.76)×10 -8 V 2 K -2 at 623 K. This means that Cu 3 SbS 3 is a non-degenerate semiconductor as the result of electrical conductivity. Theoretically, the Lorentz constant has a range of (1.45-2.44)×10 -8 V 2 K -2 , and a smaller value means a non-degenerate semiconductor behavior, and a larger value means a degenerate semiconductor (or metallic) behavior. All specimens showed low thermal conductivity of 0.78 Wm -1 K -1 or less in the measurement temperature range. As the temperature increased, the electrical conductivity increased and the electronic thermal conductivity increased, while the lattice thermal conductivity showed a behavior that was almost independent of the temperature. In a previous study, the difference in lattice thermal conductivity in group A V chalcogenide compounds was due to the phonon scattering mechanism caused by the lattice dissonance caused by the interaction between Sb 5s lone pair electrons and adjacent atoms, and the intensity was X-Sb-X (X: It was proved that it is determined by the relationship between the bond angle of the chalcogen atom) and the coordination number of the adjacent atom. Therefore, it was reported that Cu 3 SbS 3 , which has the largest S-Sb-S bond angle (99.3°) among the three Cu-Sb-S compounds with one pair electrons, is temperature-independent and has the lowest lattice thermal conductivity.

실험예 7: 실시예 1의 열전성능지수(ZT) 분석Experimental Example 7: Thermoelectric figure of merit (ZT) analysis of Example 1

도 10는 Cu3SbS3의 HP 온도에 따른 무차원 열전성능지수 (ZT)를 나타낸 것이다. HP 온도가 증가할수록 ZT가 증가하였다. 모든 시편은 온도가 증가할수록 ZT가 증가하여, 623 K에서 0.57의 최댓값을 나타냈다. 이는 MA-SPS로 합성한 orthorhombic Cu3SbS3의 ZT

Figure 112021016649159-pat00002
0.01 @ 623 K 와 cubic Cu3SbS3의 ZT
Figure 112021016649159-pat00003
0.2 @ 625 K 보다도 높은 값이며, 높은 전기전도도로 인한 높은 출력인자 때문이다. 본 실시예에서 MA-HP로 제작한 cubic skinnerite phase를 갖는 Cu3SbS3가 열전재료로서 잠재성이 있음을 확인하였고, 도핑에 의한 상 안정화 및 캐리어농도 최적화를 통해 성능지수를 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.10 shows the dimensionless thermoelectric figure of merit ( ZT ) according to the HP temperature of Cu 3 SbS 3 . As the HP temperature increased, the ZT increased. For all specimens, the ZT increased as the temperature increased, showing a maximum value of 0.57 at 623 K. This is the ZT of orthorhombic Cu 3 SbS 3 synthesized with MA-SPS.
Figure 112021016649159-pat00002
0.01 @ 623 K with ZT of cubic Cu 3 SbS 3
Figure 112021016649159-pat00003
It is higher than 0.2 @ 625 K, and it is because of the high output factor due to high electrical conductivity. In this example, it was confirmed that Cu 3 SbS 3 having a cubic skinnerite phase made of MA-HP has potential as a thermoelectric material, and the figure of merit can be improved through phase stabilization and carrier concentration optimization by doping. It is expected.

상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. Features, structures, effects, etc. described in the above embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to one embodiment. Furthermore, features, structures, effects, etc. illustrated in each embodiment can be combined or modified for other embodiments by those of ordinary skill in the art to which the embodiments belong. Accordingly, the contents related to such combinations and modifications should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. In addition, although the embodiments have been described above, these are merely examples and do not limit the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains are exemplified above in a range that does not depart from the essential characteristics of the present embodiment. It can be seen that various modifications and applications that have not been made are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments may be implemented by modification. And differences related to these modifications and applications should be construed as being included in the scope of the present invention defined in the appended claims.

Claims (6)

원료물질인 Cu, Sb 및 S 분말을 혼합하는 단계;
상기 원료물질을 기계적 합금화하여 분말을 합성하는 단계; 및
상기 합성된 분말을 열간 압축 성형(Hot Pressing, HP)하는 단계를 포함하고,
상기 열간 압축 성형하는 단계는 623 K 내지 673 K의 온도범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 열전재료의 제조방법.
mixing Cu, Sb and S powder as raw materials;
synthesizing powder by mechanically alloying the raw material; and
Comprising the step of hot compression molding (Hot Pressing, HP) the synthesized powder,
The step of hot compression molding is a method of manufacturing a thermoelectric material, characterized in that it is performed in a temperature range of 623 K to 673 K.
제1항에 있어서,
상기 분말을 합성하는 단계에서는 상기 준비된 원료물질을 200 rpm 내지 2000 rpm의 조건에서 볼 밀링하는 것을 특징으로 하는 열전재료의 제조 방법.
According to claim 1,
In the step of synthesizing the powder, the method for manufacturing a thermoelectric material, characterized in that the prepared raw material is ball milled at 200 rpm to 2000 rpm.
제1항에 있어서,
상기 분말을 합성하는 단계에서는 상기 준비된 원료물질을 1 시간 내지 100 시간 동안 볼 밀링하는 것을 특징으로 하는 열전재료의 제조 방법.
According to claim 1,
In the step of synthesizing the powder, the method for producing a thermoelectric material, characterized in that the prepared raw material is ball milled for 1 hour to 100 hours.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 열간 압축 성형하는 단계는 상압 내지 100 MPa 의 압력범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 열전재료의 제조방법.
According to claim 1,
The method of manufacturing a thermoelectric material, characterized in that the hot compression molding is performed in a pressure range of normal pressure to 100 MPa.
제1항 내지 제3항, 및 제5항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 Cu3SbS3 스키너라이트(Skinnerite) 열전재료.Cu 3 SbS 3 Skinnerite thermoelectric material prepared by the method of any one of claims 1 to 3, and claim 5.
KR1020210018490A 2021-02-09 2021-02-09 Thermoelectric materials of Skinnerite Cu3SbS3 and method for preparing the same KR102435413B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210018490A KR102435413B1 (en) 2021-02-09 2021-02-09 Thermoelectric materials of Skinnerite Cu3SbS3 and method for preparing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210018490A KR102435413B1 (en) 2021-02-09 2021-02-09 Thermoelectric materials of Skinnerite Cu3SbS3 and method for preparing the same

Publications (3)

Publication Number Publication Date
KR20220114896A KR20220114896A (en) 2022-08-17
KR102435413B1 true KR102435413B1 (en) 2022-08-22
KR102435413B9 KR102435413B9 (en) 2023-02-23

Family

ID=83103117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210018490A KR102435413B1 (en) 2021-02-09 2021-02-09 Thermoelectric materials of Skinnerite Cu3SbS3 and method for preparing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102435413B1 (en)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10622534B2 (en) * 2013-07-03 2020-04-14 Board Of Trustees Of Michigan State University Thermoelectric materials based on tetrahedrite structure for thermoelectric devices

Also Published As

Publication number Publication date
KR102435413B9 (en) 2023-02-23
KR20220114896A (en) 2022-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Olvera et al. Partial indium solubility induces chemical stability and colossal thermoelectric figure of merit in Cu 2 Se
KR102165812B1 (en) Method for preparing famatinite-based thermoelectric materials
US20130298954A1 (en) Thermoelectric material, and thermoelectric module and thermoelectric apparatus including the thermoelectric material
Liu et al. BiCuSeO as state-of-the-art thermoelectric materials for energy conversion: from thin films to bulks
US11482654B2 (en) Stabilized copper selenide thermoelectric materials and methods of fabrication thereof
Muthusamy et al. Synergetic enhancement of the power factor and suppression of lattice thermal conductivity via electronic structure modification and nanostructuring on a Ni-and B-codoped p-type Si–Ge alloy for thermoelectric application
Wu et al. Boosting Thermoelectric Properties of AgBi3 (Se y S1–y) 5 Solid Solution via Entropy Engineering
Duan et al. Microstructure and thermoelectric properties of Bi 0.5 Na 0.02 Sb 1.48− x In x Te 3 alloys fabricated by vacuum melting and hot pressing
KR101673315B1 (en) Thermoelectric materials and their manufacturing method
Kim et al. Enhanced thermoelectric properties and development of nanotwins in Na-doped Bi 0.5 Sb 1.5 Te 3 alloy
KR20140065721A (en) Thermoelectric material, thermoelectric device and apparatus comprising same, and preparation method thereof
JP2014138125A (en) Thermoelectric material and method for producing the same
KR102435413B1 (en) Thermoelectric materials of Skinnerite Cu3SbS3 and method for preparing the same
KR101959448B1 (en) Thermoelectric materials, thermoelectric device and method for manufacturing the same
JP2012174849A (en) Thermoelectric material
Palraj et al. Isovalent Bi substitution induced low thermal conductivity and high thermoelectric performance in n-type InSb
KR20150010253A (en) Oxide nano particle dispersed and chalcogenide based composite thermoelectric material
KR101409404B1 (en) Manufacturing method for thermoelectric material and thermelectric material manufactured thereby
KR102268703B1 (en) Fabrication method of thermoelectric permingeatite materials
JP2006222161A (en) Thermoelectric conversion material and its manufacturing method
KR102373867B1 (en) Enhanced Theroelectric Permingeatite and Its Solid-State Synthesis Process
KR102406957B1 (en) Manufacturing method for thermoelectric material of Bytizite Cu3SbSe3 and thermoelectric material manufactured thereby
KR101405364B1 (en) SYNTHESIZING METHOD FOR Al-DOPED Mn-Si THERMOELECTRIC MATERIAL AND THERMOELECTRIC MATERIAL SYNTHESIZED BY THE METHOD
KR20120035793A (en) Magnesium silicide based thermoelectric material and manufacturing method for the same
KR102026517B1 (en) Manganese-silicon thermoelectric materials with improved thermoelectric properties and preparation method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]