高塞贝克系数的氧化物热电材料(英文)

热电材料是一种直接将热能和电能进行相互转换的能源材料,在废热(余热)发电、太阳能热源发电等方面有广阔的应用前景.氧化物热电材料具有性能稳定、可在高温环境下长期工作、无污染及成本低廉等优点,已成为高温热电转换材料领域研究的热点之一.系统阐述了氧化物热电材料的研究现状,讨论了结构调控技术提高材料热电性能的原因,并提出了氧化物热电材料的发展方向.     

热电转换器件的研究与应用

介绍了热电转化器件工作原理及应用,详细论述了热电器件的关键部件——热电材料的研究进展,分析了目前热电制冷和发电器件的研究现状,有限元分析成为器件研究的重要途径;提出了热电器件研究中存在的问题,讨论了热电器件的发展思路.     

Half-Heusler热电材料的研究进展及能带合并策略的应用

综述近年来half-Heusler(HH)热电材料的研究进展,包括传统18价电子HH材料体系以及最近开发的新型HH热电材料,简要介绍提高HH材料热电性能的几种策略,重点讨论能带合并(band convergence)策略在热电性能优化方面的应用。指出今后在HH热电材料研究中需要关注的几个方面,如非18价电子HH化合物作为热电材料的实验研究、材料能带结构随合金化及温度的变化规律以及多能带输运模型的建立等。     

CoSb3基方钴矿热电材料综述

热电材料是一种能够实现电能和热能相互转化的新型清洁能源材料。方钴矿热电材料利用其独特的笼状结构能大幅降低热导率，是中温段性能最好的热电材料之一。该文回顾了方钴矿化合物的热电性能，对方钴矿化合物热电性能的主要改善途径做了一些归纳总结，包括替位方钴矿、填充方钴矿、纳米结构方钴矿等。下一步的研究方向是扩展到热电器件的商业应用中。     

热电制冷器温度依赖的材料参数的提取

为获取通常情况下大部分厂家保密但在计算过程中所必须的热电制冷器(TEC)的热电材料参数,对温度依赖的热电材料参数进行了提取.利用一款一级TEC性能的测试结果,基于热电基本公式,根据两种不同的材料参数取值方法分别建立了两个超定方程组,通过对这两个方程组进行求解,分别提取了两组TEC的热电材料参数.并用所提取的两组热电材料参数对另一款相同材料的5级TEC性能进行了计算以验证所提取材料参数的有效性.结果表明:厂家性能曲线误差随级数增加而增大,对于5级TEC,制冷温度误差可达20 K以上,这在TEC选型中应予以重视;本文所提取的材料参数在计算另一款5级TEC制冷温度时,不同制冷量下误差最大为1.6 K～6.1 K.同时,电压的计算结果表明计算模型中接触电阻是不可忽略的,通过所提取的电阻误差对电压的计算进行修正后,在TEC适用工作电流区间内,两组参数计算的电压相对误差分别小于4.80%和7.00%.本文方法计算的制冷温度误差约为极值法误差的1/5～1/2,约为厂家参数误差的1/10～1/4,准确度与有限元法利用热电材料参数实测值计算的结果近似,可有效的用于相同材料TEC的性能评估.     

SiGe合金材料热电转换效应的应用和研究进展

半导体材料的热电效应在发电方面有着巨大的应用潜力,但如何提高材料的热电转换效率是目前人们研究探讨的热点问题．SiGe材料的热电转换最大优值ZT=1,实际应用中仅能达到0．68．论述了目前提高材料温差电优值(ZT)的主要途径,重点介绍了SiGe合金作为热电转换材料的主要特点,在热电应用中当前前的主要研究成果．     

高压技术在热电材料研究中的应用

热电材料可实现热能和电能的直接相互转化,因而备受关注。近年来,随着热电材料研究的持续深入,其制备技术也有了长足发展。高压技术不仅在新材料合成中有着重要的地位,而且在材料显微组织和性能调控方面也作用明显,是发展高性能材料的重要途径。文章通过讨论高压技术在方钴矿、Bi₂Te₃基、PbTe基、Mg₂Si等类型热电材料合成与性能调控中的应用,展示了高压技术在热电材料研究中的独特优势,并指出高压技术为探索提高功率因子的有效途径提供了有力工具。     

新型热电材料及其新应用

热电材料，由于在清洁能源、光电子探测等诸多方面有巨大的应用前景，因而受到科学上和技术上的广泛关注．最新的理论进展和若干新材料的发现，为人们提供了新的应用机会．一类新材料就是基于强关联电子系统，典型例子是过渡族金属氧化物，这类材料以前从热电材料的角度并未受到重视．我们将讨论几点最近的进展，着重讨论生长在倾斜切割衬底上薄膜的新的应用．这种情况下热电电压的产生是基于各向异性的塞贝克效应．当光辐射照射到薄膜表面时，薄膜上下表面的温差引起横向的电势差，从而可用于光、热辐射的探测．我们论证：这类探测器有很具特色的优点，宽的光谱响应，快的时间响应，同时不须施加偏压或偏流，因而十分节能．我们还讨论了几种典型材料的性能．     

提高热电材料优值的方法研究(英文)

热电材料是一种将热能与电能进行互相转换的功能材料,其转换效率取决于材料的热电优值Z.详细讨论了当前提高热电材料优值的几种途径:向晶格掺入杂质元素改变晶格结构;发展纳米技术制备纳米薄膜、纳米线材或纳米颗粒;制备方钴矿型化合物、功能梯度材料、准晶材料和Half-Heusler合金等新型热电材料.     

掺Sr对Bi_2Ca_2Co_2O_y热电材料性能的影响

用固相反应法合成Bi_2Ca_(2-x)Sr_xCo_2O_y热电材料粉体,通过冷压烧结制备块体试样,采用DX-2500型X线衍射仪分析材料的物相,利用LFA-457、ZEM-3测量材料从室温到973 K的热电性能,研究掺Sr对样品物相组成与热电性能的影响。结果表明,掺Sr后Seebeck系数没有显著变化,但降低了材料的热导率和电阻率,从而提高了材料的功率因子和热电优值ZT值,改善了材料的热电性能。     

Review:Phonon Engineering in Thermoelectric Materials

One of the abundantly available energies that could be found in industrial power plants, running vehicles, nuclear power stations, etc. is known as thermal energy. A physical phenomenon known as thermoelectricity converts thermal energy into electrical energy and vice versa, providing a green route for power generation and a potential solution to the world energy crisis. The thermoelectric conversion efficiency is generally characterized by the temperature-dependent dimensionless figure of merit...     

Thermoelectric properties of porous (Bi_(0.15)Sb_(0.85))_2Te_3 thermoelectric materials

In order to obtain thermoelectric materials with high figure of merit, the concept of Hollow (Vacuum) Quantum Structure or Effect and related thermoelectric materials design were proposed. To demonstrate the theory, the materials of (Bi0.15Sb0.85)2Te3 with porous structure have been fabricated. Their thermoelectric properties and the microstructure were investigated and compared with their density structure. It was found that the porous structure could improve their properties greatly.     

Bi_2Te_3－Bi_2Se_3－Sb_2Te_3赝三元热电材料红外热堆探测器

本文所提出的红外辐射探测器是由具有同一个辐射接收面、６对热电偶串联而成．所选用的热电材料为具有高优值系数的Ｂｉ２Ｔｅ３－Ｂｉ２Ｓｅ３－Ｓｂ２Ｔｅ３三八式赝元热电合金材料．通过器件尺寸的优化，取得了较高的灵敏度．文中系统阐述了探测器的制作工艺和器件性能。     

聚苯胺-邻甲基苯胺的热电性能研究

针对聚苯胺Seebeck系数较小的缺点提出通过在聚苯胺链段上引入邻位取代基的方法来提高其Seebeck系数。实验采用在酸性介质中氧化共聚的方法，通过改变单体苯胺和邻甲基苯胺的共聚比例，制备了一系列不同邻位甲基取代量的聚苯胺-邻甲基苯胺。用元素分析法测定共聚物的C、H、N质量分数，并计算出共聚物链段中取代甲基的平均含量；测定它们的电导率、Seebeck系数，并计算相应的刀值，讨论了甲基取代对其热电性能的影响，结果表明，随着甲基取代量的增加．共聚物的电导率有小幅度的下降，但Seebeck系数有明显的增加，因此材料的热电性能随甲基取代有所增加。     

Enhanced thermoelectric properties of Co1-x-yNix＋ySb3-xSnx materials

Co1-x-yNix+ySb3-xSnx polycrystals were fabricated by vacuum melting combined with hot-press sintering.The effect of alloying on the thermoelectric properties of unfilled skutterudite Co1-xNixSb3-xSnx was investigated.A leap of electrical conductivity from the Co0.93Ni0.07Sb2.93Sn0.07 sample to the Co0.88Ni0.12Sb2.88Sn0.12 sample occurs during the measurement of electrical conductivity,indicating the adjustment of band structure by proper alloying.The results show that alloying enhances the power factor of the materials.On the basis of alloying,the thermoelectric properties of Co0.88Ni0.12Sb2.88Sn0.12 are improved by Ni-doping.The thermal conductivities of Ni-doping sam-ples have no reduction,but their power factors have obvious enhancement.The power factor of Co0.81Ni0.19Sb2.88Sn0.12 reaches 3.0 mWm-1-K-2 by Ni doping.The dimensionless thermoelectric figure of merit reaches 0.55 at 773 K for the unfilled Co0.81Ni0.19 Sb2.88Sn0.12.     

Si添加物对Li掺杂的Mg2(Ge,Sn)热电性能的影响

Mg₂(Ge, Sn)固溶体是一种环境友好型的中温(500~800 K)热电材料。目前n型Mg₂(Ge, Sn)热电材料的ZT值已经高达1.4,但p型Mg₂(Ge, Sn)的ZT值仅为0.5。本文在p型Mg_1.92Li_0.08Ge_0.4Sn_0.6中添加了少量Si元素以在材料中形成富Si相,利用其与基体的界面过滤低能载流子、降低热导率。采用两步固相反应、球磨和热压的方法制备Mg_1.92Li_0.08Ge_0.4Sn_0.6-xSi_x (x=0, 0.025, 0.05, 0.075, 0.1)样品,通过测试样品的热电输运参数,分析Si添加物对样品热电输运和性能的影响。结果表明:Si添加物能显著提高基体的功率因子,同时有效降低晶格热导率和电子热导率;最终,Mg_1.92Li_0.08Ge_0.4Sn_0.525Si_0.075的ZT最大值在723 K达到0.75。     

钆铋铁石榴石单晶生长及其磁光性能

采用助熔剂法并配以加速坩埚转动技术生长出钆铋铁石榴石（ＧｄＢｉＩＧ）单晶，在近红外区（０．９～１．７μｍ）测量了它的法拉第旋转谱和光吸收谱．从ＧｄＢｉＩＧ的磁光优值谱与ＹＩＧ的磁光优值谱比较表明，ＧｄＢＩＩＧ是一种优良的磁光晶体．     

Nanostructuring and thermoelectric properties of bulk N-type Mg<Subscript>2</Subscript>Si

Preparation and thermoelectric properties of nanostructured n-type Mg₂Si bulk materials were reported. Nanosized Mg₂Si powder was obtained by mechanical milling of the microsized Mg₂Si powder prepared by solid-state reaction. The bulk materials with 30 nm and 5 µm were prepared by spark plasma sintering of the nanosized and microsized Mg₂Si powder, respectively. Both the samples show n-type conduction and the Seebeck coefficient of the sintered samples increase determinately with the grain size decrease from 5 µm to 30 nm. On the other hand, the electrical and thermal conductivity decrease with the decrease of grain size. Accordingly, decreasing their grain size increases their thermoelectric-figure-of-merit. A maximum thermoelectric figure of merit of 0.36 has been obtained for the nanostuctured Mg₂Si sample at 823 K, which is 38% higher than that of microsized Mg₂Si bulk materials and higher than results of other literatures. It could be expected that the properties of the nanocomposites could be further improved by doping optimization.     

Effect of Ba Filling Fraction on Thermoelectric Properties of p-type Ba_yFe_(1.6)Co_(2.4)Sb_(12)

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｔｒａｎｓｐｏｒｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ (ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎｔｙｐｅ ,ｃａｒｒｉｅｒｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ,ｃａｒｒｉｅｒｍｏｂｉｌｉｔｙ ,ｃａｒｒｉｅｒｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍａｓｓ)ａｎｄｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｔｒａｎｓｐｏｒｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ (ａｔｏｍｄｉｓ ｐｌａｃｅｍｅｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒ ,ｍｅａｎｆｒｅｅｐａｔｈｏｆｐｈｏｎｏｎ ,ｌａｔｔｉｃｅｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ)ｏｆｆｉｌｌｅｄｓｋｕｔｔｅｒｕｄｉｔｅｃｏｍｐ…