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1、热电材料-碲化铋,Bi2Te3,14级材料创新班吴助浩郭朋朋,1,.,什么是碲化铋？,碲化铋是一种灰色的粉末、棒、片，分子式为Bi2Te3。碲化铋是个半导体材料，具有较好的导电性，但导热性较差。熔点：585，密度：7.642g/mL，与水反应或与强氧化剂反应产生轻微爆炸，与水或湿气反应释放有毒易燃气体;受热分解有毒碲氧化物烟雾。,2,.,碲化铋的晶体结构,Bi2Te3是一种天然的层状结构材料，为三角晶系。沿c轴方向层与层之间以Te(1)BiTe(2)BiTe(1)秩序排列。一般认为原子层内部成键方式以共价键为主，其中Te(1)Bi是共价键与离子键的混合键，BiTe(2)之间是共价键，而Te(1

2、)Te(2)之间是范德华力，两个相邻的Te原子层间距为0.25nm。Bi2Te3晶体具有明显的各向异性，在垂直于晶体c轴的晶面(001)面，主要靠Te(1)与Te(1)原子间的范德华力结合，作用力微弱，晶体易解理。,3,.,制备碲化铋的方法,One溶剂热法,反应简单易于控制，但看不到反应过程,4,.,制备碲化铋的方法,Two两步液相反应法,产率高，热电优值高,5,.,6,.,碲化铋热电材料的应用,温差发电：利用海水的温差进行发电。海洋不同水层之间的温差很大，一般表层水温度比深层或底层水高得多。发电原理是，温水流入蒸发室之后，在低压下海水沸腾变为流动蒸气或丙烷等蒸发气体作为流体，推动透平机旋转，启动交流电机发电；用过的废蒸气进入冷凝室被海洋深层水冷却凝结，再进行循环。据估算，海洋温差能一年约能发电15108=15亿千瓦。,7,.,碲化铋热电材料的应用,热电制冷：利用热电效应的制冷方法，工作时制冷器的一端温度就会降低，而另一端的温度就会同时上升。值得注意的是，只要改变电流方向，就可以改变热流的方向，将热量输送到另一端。所以，在一个热电制冷器上就可以同时实现制冷和加热两种功能。因此，热电制冷器还可以用于精确的温度控制。,8,.,9,.,E,Ee，a,Ee，c,Pa,Icorr,Ecorr,I,I,0,10,.,E,Ecorr,I,0,11,.

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