碲化铋基热电发电器件的研究(3)

但长期以来．由于受热电转换效率的制约和成本的限制，温差发电技术主要应用在航天 和军事等尖端领域叫】。近年来，一批高性能热电转换材料的出现，为温差发电技术在 碲化铋基＊ｔ斑ｔ８＊日研究工业和民用产业的应用提供了可能。世界一些发达国家己先后开展了相关研究，尤其是 日本，温差发电技术被作为一种能源和环境的战略技术得到了大力支持和发展，在热电 陶瓷转换材料方面，处于世界领先地位。我国对温差发电技术的研究尚处在起步阶段， 在技术和产品自主创新方面仍是空白。 １０９０ ２０１０ ２０３０．自镕＃鼎 １９７０－２０３０年斟际市场中各种类型能源消耗情况Ｆｉｇｕ『ｅ ２Ｄｉｆｆｅ『ｃｎｔｋｉｎｄｓｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｎＷｏｒｄｍａｒｋｅｔｉｎｌ９７０－２０３０ 我国的能源十分短缺，能源的利用率较低，节能降耗是进行可持续稳定发展的必由 之路。目前，各种工业余热、汽车废热等仍没有得到有效利用，迫切需要新型能源利用 技术以节约能源和提高效率。温差发电技术具有较多优点，在低品位热能利用方面具有 独特的优势和良好的应用前景．应大力发展该技术，井尽快产业化【６圳。本项研究是国 家高技术研究发展计划（８６３计划）专题课题“面向汽车尾气与工业废热利用的热电材料 与器件的研究”的组成部分。

电工网讯：近日，科学院大连化学物理研究所二维材料与能源器件研究组（dnl21t3）吴忠帅研究员和包信和院士合作在新概念、平面化、自集成的石墨烯基超级电容器研究方面取得新进展，率先提出采用喷涂制备出具有高电压输出的石墨烯基线形串联超级电容器，相关成果发表在《先进材料》（advancedmaterials，doi:10.1002/adma.）上。在高性能热电材料的制备新方法、新技术和新材料体系的研究方面，同团队成员合作，提出并建立了非平衡状态下纳米晶热电材料制备新方法、应力诱导低维结构热电材料制备新方法、交叉共沉淀结合放电等离子体快速致密化制备纳米晶热电材料的新方法以及它们的集成制备技术。主要目标和技术经济指标：研制完成高效率、长寿命蓝光材料的低成本量子点、有机、聚合物蓝光材料，开发完成符合规模化生产要求的制备工艺，采用研制的材料制备完成高效率、长寿命、高色纯度的电致发光器件和显示屏的制备工艺，发光器件的效率大于8cd/a，半亮度寿命超过20000小时（初始亮度为300cd/m2）。

Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｎｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｕ 等１１２－１４】作为中间层材料被用来阻止热电材料与电极材料之间的扩散或反应，但都没有取 得较好的效果。 本论文选取当前最有应用前景的碲化铋基发电器件为研究对象，从上面提及的碲化 铋基发电器件的研究中所存在的一些问题出发，研究了纳米复合ｎ型碲化铋基热电材料 的性能；系统的研究了Ｐ型和ｎ型碲化铋基热电材料的力学性能并利用纤维增韧的方法 提高了碲化铋基热电材料的力学性能；制备出了电弧喷涂ＡＩ／Ｍｏ／Ｂｉ２Ｔｅ３碲化铋基发电器 件并评价了其输出特性：对电弧喷涂Ａ１／Ｍｏ／Ｂｉ２Ｔｅ３碲化铋基发电器件做出了改进tefl器件，制备 出了Ａ１／Ｃｕ／Ｍｏ／Ｂｉ２Ｔｅ３碲化铋基发电器件，并将两种器件进行了对比；评价了电弧喷涂 Ａ１／Ｍｏ／Ｂｉ２Ｔｅ３和ＡＩ／Ｃｕ／Ｍｏ／Ｂｉ２Ｔｅ３碲化铋基发电器件的可靠性；探索并研究了碲化铋基发 电元器件新的中间层材料及其与热电材料结合的界面行为。 中国科学院上海硅酸盐研究所博士学位论文 碲化铋基热电发电器件的研究 ２．１热电转换原理 第二章文献综述 ２．１．１热电转换效应简介 热电转换技术是利用半导体材料的赛贝克（Ｓｅｅｂｅｃｋ）效应和帕尔贴（Ｐｅｌｔｉｅｒ）效应进 行热能和电能直接转换的技术，是符合环保的绿色能源技术，对于缓解和解决当前日益 增长的能源压力和环境污染具有重大意义。

热电发电系统具有结构紧凑、性能可靠、运 行时无噪声、无磨损、无泄漏、移动性好并适用于低能量密度回收利用等特点，尤其适 合于工业余热和汽车尾气废热等的回收利用。 热电材料能够实现热能和电能之间的直接相互转化，主要是基于以下三个效应： Ｓｅｅｂｅｃｋ效应、Ｐｅｌｔｉｅｒ效应以及汤姆逊（Ｔｈｏｍｓｏｎ）效应。Ｓｅｅｂｅｃｋ效应是由温差产生电势 差的一种现象。这种现象是１８２１年，德国科学家Ｓｅｅｂｅｃｋ［１５】在考察由不同的金属导体组 成的闭合回路的电磁效应时发现的，当两个节点处于不同温度时，回路中便有电流产生， 当把其中一根导体处于开路状态时，在开路位置便会产生电势差，称为温差电动势。这 种电势差的出现主要是由于温场的产生引起材料中载流子的迁移，高温端的载流子（Ｐ 型导体为空穴，ｎ型导体为电子）就会在温场的驱动下向低温端移动，使得低温端载流 子浓度大于高温端载流子浓度，这样就形成了一个和温度梯度相反的电场以抵消载流子 的进一步扩散，最后在达到平衡时，两端就会存在一个电势差Ｖ，如图２．１（ａ）所示。材 料两端产生的温差电动势ｄＶ与温度差ｄＴ的比值称为赛贝克系数Ｓ： ｓ＝箬（２－１） 作为Ｓｅｅｂｅｃｋ效应的逆效应，Ｐｅｌｔｉｅｒ效应，如图２．１（ｂ）所示，则是在１８３４年，由法 国物理学家Ｊ．Ｃ．Ａ．Ｐｅｌｔｉｅｒ［１６Ｊ首先发现。

怎么判断化学反应是吸热还是放热：看焓变(吉布斯函数变)数值判断,大于0表示吸热,小于0表示放热。液体汽化制冷是利用液体汽化时的吸热、冷凝时的放热效应来实现制冷的。 1.半导体制冷的工作原理 1934年法国人帕尔帖发现：当电流流经两个不同导体形成的接点处会产生放热和吸热现象,放热或吸热由电流的大小来定。