碲酸鉍是一種重要的無機(jī)化合物，化學(xué)式為Bi2Te3，由鉍(Bi)和碲(Te)兩種元素組成。這種材料在室溫下具有獨(dú)特的半導(dǎo)體特性，其帶隙寬度約為0.15電子伏特(eV)，使其成為熱電轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的明星材料。

從晶體結(jié)構(gòu)來看，碲酸鉍屬于六方晶系，具有層狀結(jié)構(gòu)排列，這種特殊的結(jié)構(gòu)使其在特定方向上表現(xiàn)出優(yōu)異的電導(dǎo)率(約1000S/cm)和較低的熱導(dǎo)率(約1.5W/m·K)。特別是在(00l)晶面方向上，碲酸鉍展現(xiàn)出最佳的熱電性能參數(shù)ZT值(約0.8-1.0)。

需要重點(diǎn)關(guān)注的是碲酸鉍材料的工作溫度范圍，尤其是它在200-500℃區(qū)間內(nèi)能夠保持穩(wěn)定的性能表現(xiàn)。這種特性使其成為中溫區(qū)熱電轉(zhuǎn)換設(shè)備的首選材料，廣泛應(yīng)用于廢熱發(fā)電系統(tǒng)，熱電制冷裝置等領(lǐng)域。

在制備工藝方面，目前工業(yè)化生產(chǎn)主要采用區(qū)熔法或布里奇曼法，這些方法可以制備出高質(zhì)量的單晶材料。而實(shí)驗(yàn)室規(guī)模則更常使用化學(xué)氣相輸運(yùn)(CVT)或分子束外延(MBE)等精密技術(shù)，以獲得更純凈的晶體結(jié)構(gòu)。

隨著新能源技術(shù)的發(fā)展，碲酸鉍復(fù)合材料的研究也取得重要突破。通過摻雜元素如硒(Se)或銻(Sb)，可以顯著提高材料的ZT值。特別是納米結(jié)構(gòu)工程的應(yīng)用，使熱電性能參數(shù)提升至1.5以上，為下一代高效熱電轉(zhuǎn)換器件奠定了基礎(chǔ)。