熱電材料是一種能夠?qū)崿F(xiàn)熱能和電能之間自由轉(zhuǎn)換的功能材料,被認(rèn)為是應(yīng)對(duì)當(dāng)前能源危機(jī)以及環(huán)境污染問(wèn)題最合適的綠色技術(shù)之一。然而,低的能量轉(zhuǎn)換效率一直制約著其大規(guī)模的應(yīng)用。通常,熱電材料的能量轉(zhuǎn)換效率是用無(wú)量綱優(yōu)值,ZT=²?,來(lái)衡量的。其中S,σ,T和κ分別是Seebeck系數(shù),電導(dǎo)率,開(kāi)爾文溫度和熱導(dǎo)率。Bi₂Te₃基合金是目前商業(yè)應(yīng)用最成熟的室溫?zé)犭姴牧�。商業(yè)的Bi₂Te₃基塊體材料大多是通過(guò)區(qū)熔,Bridgman和Czochralski等定向凝固技術(shù)制備的,其最大ZT值在1.0左右,效率低于10%,與其余能量轉(zhuǎn)換技術(shù)相比,并不具備明顯的競(jìng)爭(zhēng)力。因此實(shí)現(xiàn)ZT值的提升是目前Bi₂Te₃基熱電材料發(fā)展的重中之重。近年來(lái),球磨或甩帶結(jié)合燒結(jié)技術(shù)有效的提升了P型Bi-Sb-Te基合金熱電性能,但是對(duì)于N型Bi-Te-Se基合金效果卻并不顯著。眾所周知,熱電器件是由P型材料與N型材料所組成,其轉(zhuǎn)換效率由P型以及N型材料的性能共同決定。對(duì)于最優(yōu)秀...

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1Seebeck效應(yīng)示意圖

的最簡(jiǎn)單的技術(shù)[2,3]。自于恒星，放射性同位素，工業(yè)生產(chǎn)，汽車(chē)甚同時(shí)也可以驅(qū)動(dòng)熱電器件使其像固態(tài)熱泵一樣音，無(wú)污染，易于小型化等優(yōu)點(diǎn)，為人類(lèi)充分闊的應(yīng)用前景。原理理基于三種熱電效應(yīng)：Seebeck效應(yīng)，Peltier電場(chǎng)和溫度梯度的材料中會(huì)同時(shí)存在。家ThomasJo....

圖1.2Seebeck效應(yīng)示意圖

合肥工業(yè)大學(xué)博士研究生學(xué)位論文正比，V的大小與溫差滿(mǎn)足如下關(guān)系式：[4,5]==效應(yīng)是由在一定溫度梯度下的粒子熱擴(kuò)散機(jī)制所導(dǎo)致的結(jié)果。在載荷-StrdT/dx將會(huì)作用于粒子上。Str是粒子的傳輸熵，在導(dǎo)體中，子（即電子和空穴）在導(dǎo)體兩端聚集，....

圖1.3(a)基于Peltier效應(yīng)的熱電制冷模塊；(b)基于Seebeck效應(yīng)的溫差發(fā)電模塊

σ和κ分別是是電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率，Thomson系數(shù)。Thomson認(rèn)為絕對(duì)ltier系數(shù)π，以及Thomson系數(shù)μ之間是相互關(guān)聯(lián)的，通過(guò)熱力學(xué)分析他推==公式1.6，我們可以得到()()=熱....

圖1.4熱電材料轉(zhuǎn)換效率與其他能源回收技術(shù)轉(zhuǎn)換效率對(duì)比圖

合肥工業(yè)大學(xué)博士研究生學(xué)位論文電器件通常由數(shù)百個(gè)類(lèi)似的模塊組成。熱電器件的轉(zhuǎn)換效率與單個(gè)熱電模塊的熱電性能與溫差有關(guān)，其中單個(gè)熱電模塊的熱電性能可以由無(wú)量綱熱電優(yōu)值ZT來(lái)衡量：=(1.10)其中，S,σ,κ和T分別是Seebeck系數(shù)，電導(dǎo)率....

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