PbTe基半導體溫差發(fā)電器能夠?qū)崮苻D(zhuǎn)換為電能,可以提高能源的利用率,還可以減少排放,改善我們的生存環(huán)境。PbTe溫差發(fā)電器的可靠性在很大程度上取決于熱電材料與電極連接的接頭質(zhì)量,特別是焊料合金的種類、質(zhì)量以及應用的焊接技術等其他因素。接頭的連接會隨之產(chǎn)生接觸電阻以及元素的擴散現(xiàn)象,分析PbTe與電極可靠的焊接方法對PbTe基溫差發(fā)電器應用具有重要意義。本文首先采用放電等離子燒結的方法制備p型Na_(0.02)Pb_(0.98)Te和n型PbTe_(0.9988)I_(0.0012)熱電材料,p型Na_(0.02)Pb_(0.98)Te材料的ZT值在500~oC時達到1.7,n型PbTe_(0.9988)I_(0.0012)材料的ZT值在450~oC時達到0.5。采用Sn_(64)Bi_(35)Ag_1作為低溫端焊料實現(xiàn)PbTe與Cu的直接連接,分析其微觀組織形貌,發(fā)現(xiàn)焊接界面有孔洞缺陷,機械性能較差。使用不同的焊接溫度保溫1 min來焊接鍍鎳的PbTe熱電材料,研究焊接溫度對接頭界面微觀組織形貌的影響,分析結果表明焊接溫度高于220 ~o C,界面會產(chǎn)生裂紋,溫度越高裂紋越明顯,裂紋過多導致焊料逐漸碎裂脫落。160-190 ~oC的焊接溫度下,能夠?qū)崿F(xiàn)p型Na_(0.02)Pb_(0.98)Te和n型PbTe_(0.9988)I_(0.0012)兩種材料與Cu的連接。接頭的界面結構分別為Cu/Cu_6Sn_5/SnTe+Sn-Bi/Ni/NiTe/Na_(0.02)Pb_(0.98)Te和Cu/Cu_6Sn_5/SnTe+Sn-Bi/Ni/NiTe/PbTe_(0.9988)I_(0.0012)。由于界面接觸電阻越大溫差發(fā)電器的轉(zhuǎn)換效率和輸出功率越低,160-190 ~o C焊接的界面接觸電阻率相對較小,適用于焊接接頭的制作。采用銀漿焊料直接焊接PbTe與Cu時Ag元素會擴散和熱電材料反應,銀漿焊料焊接鍍鎳PbTe時Ni層阻擋Ag元素的擴散,避免Ag影響Na_(0.02)Pb_(0.98)Te和PbTe_(0.9988)I_(0.0012)偏離其原有摻雜。利用n型和p型熱電材料制作成尺寸為2×2×1.78mm~3的熱電臂,焊接制備溫差發(fā)電器在溫差為453.8 ~o C時,器件的輸出功率為3.021 W,最大轉(zhuǎn)換效率達到5.14%。
【學位單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TM913
【部分圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文兩端達到穩(wěn)定的電動勢。1834 年，法國現(xiàn)象。實驗表明當在兩種不同的金屬中。1834 年，帕爾貼使金屬棒鉍（Bi）和，當電流通過時金屬接頭處的水凝結成水。如圖 1-2 所示，在一個電動勢施加電流 I，與此同時在兩個材料的兩個接頭用 Q 表示，即QItab 導體材料 A 和 B 的相對帕爾貼系數(shù)；中的電流；的時間。

如圖 1-2 所示，在一個電動勢施加流 I，與此同時在兩個材料的兩個接 Q 表示，即QItab 導體材料 A 和 B 的相對帕爾貼系數(shù)；中的電流；的時間。圖 1-1 塞貝克效應

制冷和發(fā)電的理論。這個理論確定了三個數(shù)，分別為塞貝克系數(shù)（S）、電導率（電材料的塞貝克系數(shù)較大時會使材料有較小時會使熱量集中在接頭附近，當熱電小。可以用一個統(tǒng)一的參數(shù)熱電優(yōu)值 Z熱電原理相應的應用。在圖 1-3（a）中左 p 型和 n 型半導體的兩端分別提供溫子也移動到低溫端。利用導線將小燈泡相反的，但當前是一致的。在圖 1-3（此過程中，該電路中沒有供應的熱源。小半導體流向 p 型半導體，空穴和電子都電子將熱量從紫色的低溫端一側帶到端將吸收環(huán)境中的熱量，這些熱量將在效果。

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 李延春;李工;林傳龍;李曉東;劉景;;High-Pressure Phase Transitions of PbTe Using the First-Principles Calculations[J];Chinese Physics Letters;2015年01期

2 ;Thermoelectric Properties of N-typer Bi_2Te_3-PbTe Graded Thermoelectric Materials with Different Barriers[J];Journal of University of Science and Technology Beijing(English Edition);2001年04期

3 魏迎春;馬勉軍;;沉積溫度對PbTe薄膜結構和光學性能的影響[J];紅外;2008年08期

4 魏曉東;蔡春峰;張兵坡;胡煉;吳惠楨;張永剛;馮靖文;林加木;林春;方維政;戴寧;;PbTe中紅外光伏探測器[J];紅外與毫米波學報;2011年04期

5 邢媛;李洪濤;;過量Pb對PbTe熱電性能的影響[J];科技視界;2018年28期

6 Wei Jiang;Zheng-Long Yang;Ding Weng;Jun-Wei Wang;Yun-Feng Lu;Min-Juan Zhang;Zhen-Zhong Yang;;Solvothermal synthesis of PbTe/SnTe hybrid nanocrystals[J];Chinese Chemical Letters;2014年06期

7 李錫華,王明華,新明正弘;熱電材料碲化鉛PbTe的晶體生長及物理性質(zhì)研究[J];浙江大學學報(工學版);1999年05期

8 沈玲玲;趙博;孔令強;李昌煜;石忠寧;;元素摻雜對PbTe基熱電材料性能影響的評述[J];有色礦冶;2017年03期

9 吳榮歸;李興;張艷華;徐桂英;;PbTe基合金的熱壓制備與熱電性能[J];材料科學與工程學報;2010年02期

10 Lu Han;Honghua Fang;Chunmiao Du;Jianxia Sun;Youyong Li;Wanli Ma;;Synthesis of ultra-narrow PbTe nanorods with extremely strong quantum confinement[J];Journal of Materials Science & Technology;2019年05期

相關會議論文 前10條

1 ;Electronic structure,lattice dynamics and thermoelectric properties of PbTe from first-principles calculation[A];2012中國功能新材料學術論壇暨第三屆全國電磁材料及器件學術會議論文摘要集[C];2012年

2 穆武第;程海峰;唐耿平;陳朝輝;;直流磁控濺射制備PbTe薄膜[A];第六屆中國功能材料及其應用學術會議論文集（4）[C];2007年

3 穆武第;程海峰;唐耿平;;PbTe量子點對Bi_2Te_3熱電薄膜電學性能的影響研究(英文)[A];真空技術與表面工程——第九屆真空冶金與表面工程學術會議論文集[C];2009年

4 穆武第;程海峰;唐耿平;;PbTe量子點對Bi_2Te_3熱電薄膜電學性能的影響研究[A];第九屆真空冶金與表面工程學術會議論文摘要集[C];2009年

5 付道貴;劉曉珍;商佳程;鄒從沛;;動態(tài)法制備的PbTe基熱電材料的電學性能[A];2009中國功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集[C];2009年

6 陳曦;朱鐵軍;趙新兵;;Te模板法制備多晶PbTe熱電納米棒[A];2008全國功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集[C];2008年

7 黃平;侯殿坤;周振興;王連軍;江莞;;Na摻雜PbTe基熱電材料的制備及性能研究[A];第十九屆全國高技術陶瓷學術年會摘要集[C];2016年

8 任保國;馬會民;侯旭峰;張建中;蔡善鈺;;核輻射對PbTe基材料熱電性能的影響[A];第二十七屆全國化學與物理電源學術年會論文集[C];2006年

9 張素英;范濱;李斌;謝平;劉定權;張鳳山;;Pb_(1-x)Cd_xTe晶體及其在光學薄膜中的應用[A];中國光學學會2006年學術大會論文摘要集[C];2006年

10 王文忠;梁玉潔;張谷令;;Sb_2Te_3、Bi_2Te_3和PbTe熱電材料的控制合成、微觀結構及其性能[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

相關博士學位論文 前10條

1 柳岡;鉛鉍銻碲熱電復合材料的研究[D];北京科技大學;2019年

2 蔡博文;p型PbTe基化合物及多晶SnSe的高壓合成及熱電性能研究[D];燕山大學;2018年

3 王一;高壓提高PbTe熱電效率的第一性原理研究[D];吉林大學;2008年

4 王曉光;PbTe摻雜優(yōu)化及其熱電傳輸特性的理論與實驗研究[D];中國科學技術大學;2015年

5 夏海洋;PbTe基熱電電極接頭界面擴散與反應及電極材料優(yōu)化[D];清華大學;2015年

6 金樹強;PbTe/CdTe異質(zhì)結構和界面電子態(tài)研究[D];浙江大學;2013年

7 宮欣欣;微納材料在紅外探測器及應變傳感器中的應用[D];中國科學技術大學;2017年

8 穆武第;碲化鉍基熱電薄膜制備及其熱電性能研究[D];國防科學技術大學;2009年

9 徐天寧;IV-VI族半導體低維結構的光學性質(zhì)研究[D];浙江大學;2008年

10 張兵坡;PbTe/CdTe材料的外延生長及物理特性的研究[D];浙江大學;2015年

相關碩士學位論文 前10條

1 孫鑫;探究典型焊料對PbTe基半導體溫差發(fā)電器的影響[D];哈爾濱工業(yè)大學;2019年

2 李志超;PbTe基熱電材料的制備及其性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

3 王美美;通過不同制備工藝優(yōu)化PbTe材料的熱電性能[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

4 譚兵;PbTe基多元復合熱電材料的水熱法制備及其性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

5 魏曉東;PbTe光伏探測器的研制[D];浙江大學;2011年

6 侯殿坤;P型PbTe基復合熱電材料的制備與性能研究[D];東華大學;2017年

7 任偉;PbTe納米材料的制備及性能研究[D];山東師范大學;2011年

8 陳曦;PbTe納米材料的可控化學制備[D];浙江大學;2010年

9 吳世利;液相法合成PbTe合金及其性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

10 莊浩;PbTe熱電材料輻射熱傳遞性能的研究[D];山東師范大學;2013年

本文編號：2827375