本文選題：熱電薄膜 + 納米多孔材料��； 參考：《西安交通大學學報》2017年05期

【摘要】：為降低多孔熱電薄膜的熱導率來提升其熱電轉換效率,基于離散坐標法和松弛時間近似模型求解聲子Boltzmann輸運方程,對單晶硅納米多孔熱電薄膜聲子熱導率進行了數值研究,獲得了多孔硅薄膜厚度、孔隙率、邊界鏡面率和聲子散射邊界面積對其熱導率的影響規(guī)律,討論了孔隙率、多孔薄膜厚度對薄膜各向異性導熱特性的影響。結果表明:隨著孔隙率的增加及薄膜厚度的減小,熱導率逐漸降低;當孔隙率增加到64%,且硅薄膜厚度減小到塊材料硅聲子平均自由程的1/10時,與塊材料熱導率相比,薄膜熱導率至少下降兩個數量級。通過分析多孔薄膜中的熱流分布特性,提出了優(yōu)化設計薄膜多孔結構的方法,為設計低熱導率高效熱電薄膜提供了理論依據。
[Abstract]:In order to reduce the thermal conductivity of porous thermoelectric thin film and improve its thermoelectric conversion efficiency, the phonon thermal conductivity of monocrystalline silicon nano-porous thermoelectric thin film was studied numerically based on discrete coordinate method and relaxation time approximation model. The influence of porous silicon film thickness, porosity, boundary specular ratio and phonon scattering boundary area on the thermal conductivity is obtained. The effects of porosity and thickness of porous film on the anisotropic thermal conductivity of the film are discussed. The results show that the thermal conductivity decreases gradually with the increase of porosity and the decrease of film thickness, and when the porosity increases to 64, and the thickness of silicon film decreases to 1 / 10 of the average free path of silicon phonon, the thermal conductivity of bulk material is higher than that of bulk material. The thermal conductivity of the film decreases by at least two orders of magnitude. Based on the analysis of heat flux distribution in porous films, a method for optimizing the porous structure of thin films is proposed, which provides a theoretical basis for the design of thermoelectric thin films with low thermal conductivity and high efficiency.
【作者單位】： 西安特種設備檢驗檢測院;西安交通大學熱流科學與工程教育部重點實驗室;
【基金】：高等學校博士學科點專項科研基金資助項目(20130201110042) 陜西省質量技術監(jiān)督系統(tǒng)科研項目(2016KY01)
【分類號】：O484

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本文編號：2032591