進(jìn)入二十一世紀(jì)后,世界范圍內(nèi)普遍地意識(shí)到了能源危機(jī)的迫切性。尋求新能源成為人們關(guān)注的重點(diǎn),關(guān)于太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮�、生物質(zhì)能等可再生能源應(yīng)用的研究迅速發(fā)展。同時(shí),通過廢熱回收進(jìn)行熱電轉(zhuǎn)換以提高現(xiàn)有能源利用效率的研究也吸引了很多的關(guān)注。熱-電發(fā)電主要以Seebeck效應(yīng)為基礎(chǔ),熱釋電效應(yīng)也稍有涉及。這兩種效應(yīng)在進(jìn)行熱-電轉(zhuǎn)換的過程需要特殊的熱環(huán)境:溫度梯度或溫度變化的環(huán)境。盡管這些特殊的熱環(huán)境是它們產(chǎn)生熱電輸出的直接驅(qū)動(dòng)力,但也在一定程度上限制了它們?cè)趯?shí)際中的適用性。本論文針對(duì)熱-電耦合過程,嘗試將熱電輸出時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力與熱輸入分離開來(lái),使熱電轉(zhuǎn)換變得更加可控。顯然,這需要借助于其他效應(yīng)。撓曲電效應(yīng)描述了材料中電極化與應(yīng)變梯度之間的耦合,可表示為:P1=μijkt（（?）sij/（?）xk）。撓曲電效應(yīng)作用過程可以和電場(chǎng)極化的過程類比,因此,從其作用過程中可以提取出“撓曲電電場(chǎng)”Eflexo。類似地,此Eflexo應(yīng)可以驅(qū)動(dòng)載流子形成電流。將受到彎曲作用的材料置于高溫環(huán)境中,則內(nèi)部產(chǎn)生的“撓曲電電場(chǎng)”會(huì)驅(qū)動(dòng)熱激活的載流子形成電流,即實(shí)現(xiàn)撓曲電熱電轉(zhuǎn)換。從這點(diǎn)出發(fā),本論文先詳細(xì)闡明這種現(xiàn)象... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：99 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２?Ｐｅｌｔｉｅｒ效應(yīng)示意圖

１．１．３熱電材料的研究現(xiàn)狀??在對(duì)熱電材料進(jìn)行研宄的這一百多年里，人們發(fā)現(xiàn)了多種熱電材料體系。熱??電材料的研宄歷史也可說是熱電優(yōu)值ｚｒ提高的進(jìn)程［１０］，如圖１．４所示。傳統(tǒng)的??熱電材料，即金屬型熱電材料在室溫附近的熱電優(yōu)值近年來(lái)，基于超晶??格和量子點(diǎn)技術(shù)，熱電材料的熱電優(yōu)值已有較大的提高，目前能夠達(dá)到？２．４，??這些技術(shù)帶來(lái)的熱電性能提高主要得益于晶格熱導(dǎo)性的降低。理想的熱電材料應(yīng)??具有“聲子玻璃－電子晶體（ＰＧＥＣ：?ｐｈｏｎｏｎ－ｇｌａｓｓ?ｅｌｅｃｔｒｏｎ－ｃｒｙｓｔａｌ）?”式的結(jié)構(gòu)特性，??即良好的導(dǎo)電性和極弱的導(dǎo)熱性。為了實(shí)際應(yīng)用，高性能熱電材料的熱電優(yōu)值Ｚ７??應(yīng)達(dá)到４以上，至今這仍是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)，綜合地看，具備實(shí)用價(jià)值的熱電材??料的熱電優(yōu)值仍在１附近。通常，人們采取合金化或重?fù)诫s的方法降低塊體熱電??材料的熱導(dǎo)率，同時(shí)盡量避免減小電導(dǎo)率，使得熱電優(yōu)值提高不少。此外，還有??其他的方法如細(xì)化晶粒、薄膜或多層化、增加晶胞自身的復(fù)雜性等來(lái)增加聲子散??射的幾率以達(dá)到降低材料熱導(dǎo)率

?１〇？１??Ｃａｒｒｉｅｒ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ?（ｃｒｒｒ３）??圖１．３熱電優(yōu)值Ｚ７＼?Ｓｅｅｂｅｃｋ系數(shù)電導(dǎo)率〇？、熱導(dǎo)率ａｃ，隨載流子濃度ｎ變化而變化的??趨勢(shì)。［５］??１．１．３熱電材料的研究現(xiàn)狀??在對(duì)熱電材料進(jìn)行研宄的這一百多年里，人們發(fā)現(xiàn)了多種熱電材料體系。熱??電材料的研宄歷史也可說是熱電優(yōu)值ｚｒ提高的進(jìn)程［１０］，如圖１．４所示。傳統(tǒng)的??熱電材料，即金屬型熱電材料在室溫附近的熱電優(yōu)值近年來(lái)，基于超晶??格和量子點(diǎn)技術(shù)，熱電材料的熱電優(yōu)值已有較大的提高，目前能夠達(dá)到？２．４，??這些技術(shù)帶來(lái)的熱電性能提高主要得益于晶格熱導(dǎo)性的降低。理想的熱電材料應(yīng)??具有“聲子玻璃－電子晶體（ＰＧＥＣ：?ｐｈｏｎｏｎ－ｇｌａｓｓ?ｅｌｅｃｔｒｏｎ－ｃｒｙｓｔａｌ）?”式的結(jié)構(gòu)特性，??即良好的導(dǎo)電性和極弱的導(dǎo)熱性。為了實(shí)際應(yīng)用，高性能熱電材料的熱電優(yōu)值Ｚ７??應(yīng)達(dá)到４以上，至今這仍是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)，綜合地看，具備實(shí)用價(jià)值的熱電材??料的熱電優(yōu)值仍在１附近。通常


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