(1)碲铋材料制备技术研究
通过热力学理论计算,指导开发出了从电积锌废渣中高效提取碲、铋的焙烧、浸出、电沉积工艺技术以及高效率、低成本的碲碱性电沉积技术,并进行了碲电沉积放大实验研究。
碲碱性电沉积的电流密度可以高达85A/m2以上,明显高于工业上应用的50A/m2,电流效率达到90%以上,单位产品能耗小于4800KWh。
通过电沉积提纯制得的碲、铋样品经第三方检测后均达到99.99%,满足行业指标要求。
(2)碲合金材料制备技术研究
开发出高性能铜碲合金材料的特种熔炼、热处理与形变技术,形成高性能铜碲合金材料制备关键技术,制备出碲回收率高,导电率最高达96IACS,抗拉强度达384MPa的铜碲合金,建成了碲合金的制备中试平台建设。
采用了“低温机械合金化(球磨)-SPS烧结-热处理”的粉末冶金新工艺实现了对Cu2Te基材料的快速可控制备,将制备周期缩短,解决了传统的“安培瓶真空封管熔炼-均匀化处理-研磨破碎-SPS/热压烧结”工艺制备Cu2Te基材料周期长的以及因Cu和Te的熔沸点相差较大,从而造成的因制备过程低熔点组分高温烧损导致的材料目标成分难以控制的难题。制备的Cu2Te在833 K进行10小时的热处理能够使其展现出相对最优的热电优值(zT值),zT值在1000 K时达到0.45;制备Cu2Te1-ySey受益于热导率的显著降低而展现出了相对最优的zT值,1000 K时达到0.75;制备的Cu2-xSnxTe受益于功率因子的提升以及热导率的下降的协同优化效应,展现出了相对最优的zT值,1000 K时达到1.45,比已有文献报道的数值提升了31.8%。
(3)碲化物薄膜材料制备技术研究
开展高性能的碲化镉薄膜太阳电池的研究。通过优化结构,改进沉积工艺,获得光电转换效率超过18%的CdTe太阳电池。
开展减薄化的碲化镉太阳电池的研究,优化沉积工艺,降低材料的使用,在碲化镉减薄的基础上,获得致密度高、性能优良的太阳电池。