热电性材料的新况综述
新型热电材料的研究进展
新型热电材料的研究进展热电材料是一种能够将热能转化为电能或者将电能转化为热能的材料。
随着科技的不断发展，人们对热电材料的研究也日益深入。
新型热电材料的研究进展，为我们带来了许多新的发现和应用。
本文将介绍新型热电材料的研究进展，包括其特点、应用领域以及未来发展方向。
一、新型热电材料的特点新型热电材料相较于传统材料具有许多优势。
首先，新型热电材料具有更高的热电转换效率，能够更有效地将热能转化为电能或者将电能转化为热能。
其次，新型热电材料具有更好的稳定性和耐高温性能，能够在极端环境下工作。
此外，新型热电材料还具有更好的环保性能，对环境的影响更小。
总的来说，新型热电材料在性能上有了很大的提升，为其在各个领域的应用奠定了基础。
二、新型热电材料的应用领域新型热电材料的应用领域非常广泛。
首先，在能源领域，新型热电材料可以用于开发新型的热电发电设备，提高能源利用效率。
其次，在航天航空领域，新型热电材料可以用于制造航天器和飞机的动力系统，提高其性能和稳定性。
此外，在电子产品领域，新型热电材料可以用于制造高效节能的电子产品，推动电子产品的发展。
总的来说，新型热电材料在各个领域都有着重要的应用前景，将为人类社会的发展带来巨大的推动力。
三、新型热电材料的未来发展方向未来，新型热电材料的研究方向主要集中在提高其性能和降低成本。
首先，研究人员将继续探索新型热电材料的结构和性能，寻找更高效的热电转换材料。
其次，研究人员将致力于降低新型热电材料的制备成本，推动其在工业生产中的应用。
此外，研究人员还将探索新型热电材料与其他材料的复合应用，进一步提高其性能和稳定性。
总的来说，新型热电材料的未来发展方向将更加多样化和前瞻性，为其在各个领域的应用带来更多可能性。
综上所述，新型热电材料的研究进展为我们带来了许多新的发现和应用，其在能源、航天航空、电子产品等领域都有着重要的应用前景。
未来，随着研究的不断深入，新型热电材料的性能将得到进一步提升，应用领域也将更加广泛。
热电材料及其最新进展
三、热电材料的研究现状
1、热电材料的研究进展
ZT
Ioffe提出半导体 热电理论
AgPb18SbTe20 NaCoO2、
量子点、
量子线、 超晶格等
2.0
主要是金属
Bi2Te3、PbTe SiGe
Zn4Sb 方钴矿
1.0
低维热电材料
0.5 1821
1834 1855 1949 1990 1997 2004
(2) Peltier效应 1834年，法国钟表匠Pletier发现了 Seebeck效应的逆效应，即电流通过两个不 同导体形成的接点时，接点处会发生放热或 吸热现象，称为Peltier效应。
（3) Thomson效应
1854年，Thomson发现当电流通过一 个单一导体，且该导体中存在温度梯度 时，就会产生可逆的热效应，称为 Thomson效应。Peltier效应和Thomson 效应都是电制冷（或电制热）效应，但 是由于Thomson效应是一种二级效应， 实际应用价值不大。
氧化物型热电材料
氧化物型热电材料的特点是可以在氧化 气氛里高温下长期工作,大多数无毒性、 无环境污染,且制备简单,制样时在空气中 可直接烧结,无需抽真空,成本费用低,因 而备受人们的关注。目前研究发现，层 状过渡金属氧化物是一种很有前途的热，类似于玻璃， 同时由于它的Seebeck系数较低，热电优值也相对 较低，如果能找到合适的方法来明显增大Seebeek 系数也可望获得较高的热电优值。准晶材料具有5 重对称性，这是晶体和非晶体都不允许存在的特性 ，它的费米表面具有大量的小缺口，可利用温度变 化时缺陷破坏这些小缺口，进而改变费米面的形状 ，从而达到提高Seebeck系数的效果。
3.热电性能评价
效率高，则ZT和ΔT大，ΔT大意味着热导率 小 通常用无量纲热电优值zT来衡量材料的热电 性能
热电材料的研究现状及发展趋势.doc
热电材料的研究现状及发展趋势摘要热电材料能够直接将电能和热能进行互相转化。
由它制成的温差发电器不需要使用任何传动部件，工作时无噪音、无排弃物；和太阳能、风能、水能等二次能源的应用一样，对环境没有污染，是一种性能优越，具有广泛应用前景的环境友好型材料。
本文系统阐述了传统热电材料和新型热电材料的研究现状，介绍了各系列热电材料的热电性能及适用范围等，指明了英今后的发展方向。
关键词热电材料，温差发电，温差发电机，Seebeck系数，掺杂1引言在以原油价格暴涨为标志的“能源危机”之后，世界上又相继出现以臭氧层破坏和温室气体效应为首的“地球危机”和“全球变暖危机”。
各国科学家都在致力于寻求高效、无污染的新的能量转化利用方式，以达到合理有效利用工农业余热及废热、汽车废气、地热、太阳能以及海洋温差等能量的目的［1〜3］。
于是,从上个世纪九十年代以来，能源转换材料（热电材料）的研究成为材料科学的一个研究热点。
热电材料又叫温差电材料，具有交叉耦合的热电输送性质；是一类具有热效应和电效应相互转换作用的新型功能材料，利用热电材料这种性质，可将热能与电能进行直接相互转化［4〜6］。
用不同组成的N型和P型半导体，通过电气连接可组成温差发电器件和半导体制冷装置。
与传统发电机和制冷设备相比，半导体温差发电器和制冷器具有结构简单、不需要使用传动部件、工作时无噪音、无排弃物，和太阳能、风能、水能等二次能源的应用一样，对环境没有污染，并且这种材料性能可靠，使用寿命长, 是一种具有广泛应用前景的环境友好材料[7〜10] o2热电材料的理论基础19世纪德国科学家Thomas Seebeck观察到，当两种不同的金属构成一闭合回路，若在两接合点存在有温度差时，则回路中将产生电流，此种效应被命名为Sccbeck Effect,这也成为了温差发电技术的基础。
2. 1热电材料的三个效应热电材料的研究是一个古老的话题，早在1822-1823年，塞贝克(Seebeck)就曾在《普鲁士科学院报》屮描述了一个当时他这样断定的现象：在彼此接合的不同导体中，由于温度差的影响，就会出现自由磁子。
热电聚合物材料的研究现状与前景
热电聚合物材料的研究现状与前景热电聚合物材料是一种具有很高应用潜力的新型材料，可以将废热转化为电能，具有重要的环保意义和经济效益。
在国内外，科研界正开展着大量的热电聚合物材料研究工作，不断探索其性能和应用前景。
1. 热电聚合物材料的基本原理热电材料之所以能将废热转化为电能，归功于它的“热电效应”。
热电效应是指热电材料在温差作用下出现的电势差和电流的现象，它由“Seebeck效应”和“Peltier效应”两部分组成。
其中，Seebeck效应指的是在温度差作用下，材料两端产生的电势差，而Peltier效应则是指电流经过材料时，会吸收或释放热量。
这两种效应相辅相成，从而实现了废热的有效利用。
2. 热电聚合物材料的研究现状国内外近年来，热电聚合物材料的研究取得了不少成果。
在国际上，美国、日本等国家的科学家们最先开始了热电聚合物材料的研究，美国的NASA等机构已经成功制备出高性能的聚合物热电材料，并开展了大规模的应用试验。
在国内，我国科研人员们也在积极研发热电聚合物材料。
目前，国内热电材料研究的主要方向是高分子复合材料。
我国科研人员也成功制备出了一些具有一定性能的高分子热电材料，并使用相关技术进行了热电器件的制备和性能优化。
此外，还有一些科研人员正在探索新型的热电材料，如基于生物质的热电材料等。
3. 热电聚合物材料的应用前景热电聚合物材料具有广泛的应用前景。
目前，其主要应用领域包括汽车制造、航空航天、数码产品等领域。
例如，在汽车制造领域，热电聚合物材料可以将废热转化为电能，从而为车辆的电子设备供电，提高汽车燃油利用率，降低了车辆的碳排放量。
此外，在航空航天领域，它也可以利用飞机上的废热进行电力输出，提高航空器的经济性。
而在数码产品领域，热电聚合物材料可以将电子设备产生的废热转化为电能，为设备充电，缩短充电间歇时间。
总之，热电聚合物材料的研究现状和应用前景都非常乐观。
虽然在材料制备和应用方面，还存在一些技术难点和问题，但是有理由相信，在科研人员的联合努力下，这种具有环保、经济效益和广泛应用前景的新型材料必将得到更加广泛的推广和应用。
2024年热电材料市场发展现状
2024年热电材料市场发展现状背景介绍热电材料是一种能够将热能转化为电能的材料，具有重要的应用潜力。
在当前全球能源紧缺和环境污染日益严重的情况下，热电材料的应用领域不断扩大，并受到了广泛的关注。
本文将通过对2024年热电材料市场发展现状的分析，探讨热电材料的应用前景和市场潜力。
市场规模目前，热电材料市场规模逐年扩大。
根据市场调研机构的数据显示，2019年全球热电材料市场规模达到XX亿美元，并预计在未来几年内将以X%的年均复合增长率增长。
这主要受到全球节能减排的政策推动以及热电技术不断创新的影响。
应用领域汽车行业在汽车行业中，热电材料可以应用于汽车座椅、排气管和发动机等部件，将废热转化为电能，提高汽车的燃油效率。
此外，热电材料还可以应用于汽车的电动辅助加热系统，提供车内的供暖和空调。
由于汽车制造业不断发展壮大，热电材料在汽车行业的应用前景广阔。
工业领域在工业领域中，热电材料可以应用于工业炉窑和热处理设备中，将高温热能转化为电能。
这可以实现能源回收和节能减排的目标，减少企业的能源开支和环境污染。
热电技术在工业领域的应用已经取得了一些成功案例，并受到了一些大型企业的广泛关注。
器械设备热电材料还可以应用于一些器械设备中，如手持式电动工具、移动通信设备和可穿戴设备等。
通过将设备产生的热能转化为电能，可以延长电池续航时间或减少充电频率，提高设备的使用便利性和用户体验。
技术挑战虽然热电材料市场的发展前景广阔，但仍面临一些技术挑战。
首先，目前热电材料的转化效率较低，限制了其在实际应用中的推广和应用。
其次，热电材料的成本相对较高，需要进一步降低成本，提高其竞争力。
此外，可靠性和稳定性也是热电材料面临的挑战之一，需要进一步研究和改进。
市场竞争格局热电材料市场存在着激烈的竞争。
目前，全球热电材料市场的主要参与者包括台湾的瑞萨电子、美国的热电技术公司、中国的中科院上海宝矿石等。
这些公司在热电材料的研发和应用方面都具有一定的竞争优势，推动了市场的发展和创新。
热电材料的研究现状及展望
热电材料的研究现状及展望热电材料的研究现状及展望热电材料是一类具有特殊性质的材料，可以将热能转化为电能，或者将电能转化为热能。
这种材料不仅在能源领域有着广泛的应用，也在环境保护和电子器件等领域起着重要作用。
热电材料的研究与发展一直是科学家们的重要任务之一。
本文将对热电材料的研究现状及其未来的展望进行探讨。
1. 热电材料的定义与原理介绍1.1 什么是热电材料热电材料是指能够实现热电效应的材料，即通过热梯度产生电压差或通过电压差产生热梯度的材料。
热电效应是指材料在温度差异作用下出现的电与热之间的相互转化现象。
1.2 热电效应的原理热电效应源于材料内部的电荷载流子在温度差异作用下发生迁移。
具体来说，在温度梯度作用下，电荷载流子会从高温区域向低温区域迁移，产生电势差；而在电场作用下，电荷载流子会发生迁移，产生热流。
这样，热电材料就可以实现热能到电能或电能到热能的转化。
2. 热电材料的研究现状目前，热电材料的研究主要集中在以下几个方面：2.1 热电材料的性能优化热电材料的性能优化是热电材料研究的重要方向之一。
研究人员通过合理设计材料结构、调节组分比例以及改变材料微观结构等手段，不断提高热电材料的热电性能，包括提高热电转化效率和热电耦合系数等。
2.2 可持续能源利用随着全球对能源的需求不断增长，人们对可持续能源的需求也越来越迫切。
热电材料作为一种可实现热能与电能转换的材料，具有广阔的应用前景。
研究人员正在探索利用热电材料来转化废热、太阳能、生物热等可再生能源为电能的方法，以实现能源的有效利用。
2.3 热电材料的多功能应用热电材料不仅可以用于能源领域，还可以在其他领域发挥重要作用。
在环境保护领域，热电材料可以用于制备具有抗菌、防污染等特性的材料；在电子器件领域，热电材料可以用于制备高效的热电能量转换器件等。
3. 热电材料研究的展望针对热电材料的研究，未来有以下几个发展方向：3.1 纳米材料的应用纳米材料具有较大的比表面积和较短的电子或热子传输路径，因此很适合用来制备高性能的热电材料。
新型热电材料的研究进展
新型热电材料的研究进展
近年来，随着科技的发展，新型热电材料的研究受到了广泛的关注，为热电能源在各个领域的应用提供了可能。
新型热电材料不仅能够克服传统热电材料热电性能的局限性，而且具有更高的稳定性和可控性。
本文将重点介绍新型热电材料的研究进展。
首先，介绍了新型热电材料在高温应用中的研究进展。
由于高温环境中的热电材料具有较高的热稳定性，很多新型热电材料都用于高温应用。
例如，研究者采用碳纳米管和金属等复合材料，可以提高热电材料的操作温度。
此外，一些具有内外层材料结构的新型热电材料，也可以提高热电材料的高温应用性能。
其次，介绍了新型热电材料在低温应用中的研究进展。
近年来，新型热电材料在低温应用中的研究也得到了很大的进展。
例如，研究者采用多孔结构的热电材料，能够提高热电材料在低温环境中的热电性能。
此外，通过采用聚合物、金属以及金属氧化物等复合结构，可以有效地改善低温热电材料的热电性能。
最后，介绍了新型热电材料在超低温应用中的研究进展。
尽管真空技术在超低温环境中的应用仍然存在问题，但研究者仍不断尝试将新型热电材料应用到超低温环境中。
热电材料的研究现状及展望
８ ０・
科 技 论 坛
热 电材 料 的研 与电子工程学院 ， 黑龙江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ０ １ ）
摘 要： 本 文 综 述 了不 同种 类 热 电材 料 的 结 构特 征 和 热 电性 能 。 归纳 了提 高热 电材 料 的 热 电性 能 的 方 法 、 途 径 以及 热 电材 料 在 温 差 发 电和制冷等方面的应 用， 并指 出热电材料作为能源的转化方式必将成为材料界的研究重点。 关键词 ： 热 电材 料 ； 热 电优 值 ； 塞 贝克 效 应 ； 制 冷 剂
１热 电材料研 究 的现实意 义 金属化合物及其固溶体合金如 Ｂ ｉ ２ Ｔ ｅ Ｃ ３ ｂ ： Ｔ ｅ ， 、 Ｐ ｂ Ｔ ｅ 、 Ｓ ｉ Ｇ ｅ 、 Ｃ ｒ Ｓ ｉ 等。 进入 ２ １ 世纪以来 ， 随着全球工业化的发展 ， 人类对能源的需求不 表 １不 同工作温 度 的热 电材料ｎ ｑ 断增长， 在近百年中， 工业的消耗主要以化石类能源为主。人类正在消 温度／ ℃ 材 料 耗地球 ５ ０ 万年历史中积累的有限能源资源 ， 常规能源 已面Ｉ 临 枯竭。全 ３ ００ ４ ００ Ｂ ｉ ２ Ｔｅ ３ Ｓｂ ２ Ｔｅ ３ Ｆ ｉ ｇ＂ ｒ ｅ Ｚ ｎＴｅ ≈７ ０ ０ Ｐ ｂ Ｔ ｅ Ｓ ｂ Ｔ ｅ Ｂ ｉ （ ｓｉ Ｔ ｅ ２ ） Ｂ ｉ ２ （ Ｇ ｅ Ｓ ｅ ） ３ ｃｅ ㈨Ｆ ｅ ３ Ｃ ｏ Ｓ ｂ ｌ ２ 球已探明的石油储量只能用到 ２ ０ ２ ０ 年 ，天然气只能延续到 ２ ０ ４ ０年左 ≥ ７ ００ Ｃｒ Ｓｉ ２ ＭｎＳ ｉ１ ７ ３ Ｆ ｅＳｉ ２ Ｃ ｏＳｉ 右， 煤炭资源也只能维持 ２ ３ ０ ０ 年左右。 且这两种化石燃料 ， 在使用时排 放； ｋ ３ Ｒ的 Ｃ Ｏ 、 Ｓ Ｏ ： 、 Ｎ Ｏ、 Ｎ Ｏ ： 等有害物质 ， 严重污染 了大气环境 、 导致温 ３ ． ２方 钻矿 型 （ Ｓ ｋ ｕ ｔ ｔ ｅ ｒ ｕ ｄ ｉ ｔ ｅ ） 热 电材 料 。Ｓ ｋ ｕ ｔ ｔ ｅ ｒ ｕ ｄ ｉ ｄ ｅ 材 料 的通式 室效应和酸雨。引起全球气候变化 ， 直接影响人类的身体健康和生活质 为 Ａ Ｂ ， ， 复杂 的立方晶格结构是这类材料显著特点 ， 其单位 晶胞中含有 量， 严重污染水土资源 。因此 ， 开发新型环保能源替代材料已越来越受 ３ ２ 个原子 ，最初主要研究 Ｉ ｒ Ｓ ｂ ， ， Ｒ ｈ Ｓ ｂ ， 和Ｃ ｏ Ｓ ｂ ， 等二元合金 岫，其 中 到 世界 各 国的重视 。 Ｃ ｏ Ｓ ｂ 的热电性能较好。尽管二元合金有具有 良好 的热 电性能 ， 但其热 ２影响热电转换效率的因素及提高半导体材料热电－ 眭能的途径 电数据受到热导率的限制旧 。 热 电材 料 的性 能取决 于 其热 电优 值 ， Ｚ ＝ Ｓ ２ ｏ － ￣。所 以 热点 性 能的 ３ ． ３金属硅化物型热电材料。 过渡元素与硅形成的化合物在元素周 好坏主要由 Ｓ ｅ ｅ ｂ ｅ ｃ ｋ 系数（ ｓ ） 、 热导率（ ） 、 电导率（ 盯 ） 三个参数决定。Ｓ 、 期表中被称为金属硅化物。 常见的有 Ｆ ｅ Ｓ ｉ ， Ｍｎ Ｓ ｉ ， Ｃ ｒ Ｓ ｉ 等。 温差发电主 盯 、 入 都 是 温度 的 函数 。同时 优值 ｚ又敏 感地依 赖 于材 料种 类 、 组分 、 掺 要应用这类材料有较高的熔点。具有半导体特征的 ￣ － Ｆ ｅ Ｓ ｉ ， 并且它的 杂水平和结构日 。所以每种热电材料都其各 自的工作温度范围， 常用热 价格低廉 、 无毒、 高抗氧化陛。 所以刚开始主要研究该类金属硅化物。 当 电优值与温度之积 Ｚ Ｔ （ Ｔ是材料的平均温度） 这一无量纲来描述材料的 向 ￣ － Ｆ ｅ Ｓ ｉ ， 中掺入不同杂质 ， 可制成 Ｐ型或 Ｎ型半导体 ， 这类热电材料 热 电性 能 ： 适合于在 ２ ０ ９ ０ 温度范 围内工作 。 ＺＴ ＿Ｓ － ２ Ｔ＆ ｈ ３ ： ４氧化物型热电材料。 氧化物型热电材料的主要特点是可以在氧 Ｚ Ｔ 值 的高低可反映热电材料的好坏。 化气氛里高温下长期工作， 大多数无毒 陛、 无环境污染 ， 且制备简单 ， 制 方面 ， 采用新工艺 、 新技术改善和提高传统热电材料的综合性能； 样时在空气中可直接烧结 ， 无需抽真空， 成本费用低 ， 安全且操作简单 ， 另一方面 ， 采用新思路 、 新途径开发新型热电材料。 因而备受人们的关注。 首先 ， 寻找具 有较 高的 Ｓ ｅ ｅ ｂ ｅ ｅ ｋ系数（ ｓ ） 的材料 ， 材料 的 Ｓ ｅ ｅ ｂ ｅ ｅ ｋ ４热 电材料 的应 用 系数与材料的晶体结构、 化学组成及能带结构等有关。 通常利用实验的 热电材料主要应用有 ： 温差发电、 热电制冷 、 作为传感器和温度控 方法 和理论 计 算寻找 高热 电灵 敏值 。 制器在微电子器件和 Ｅ ＭＳ中的应用。 可将热电发电器应用于 ＾ ． 造卫星 其次， 提高材料的电导率， 可以通过以下途径提高： 上可实现长效远距离 ， 无＾ 维护的热 电发电站。它在工业余热 、 废热 和 （ １ ） 适当的提高载流子浓度 ； （ ２ ） 减小晶格热导率与载流子迁移率 低品味热温差发电方面也具有很大的潜在应用。热电制冷不需要氟利 的比； （ ３ ） 转换晶体取向； （ ４ ） 改变颗粒尺度提高颗粒间导电和声子散射 昂等制冷剂 ， 就可以替代 目前用氟利昂制冷 的压缩机制冷系统。 制冷又 的效果 ， 改变颗粒定向分布的方向。（ ５ ） 从提高载流子浓度和载流子迁 １ ； 助Ⅱ 热的特 可方便地实现温度时序控制。 还可以应用于医学、 高性能 移率 的方法 提高 材料 的电导目 。 接收器和商 陛能红外传感器等方面， 同时还可以为电子计算机、 广通讯 通过以上方法可以有效提高电导率 ，但同时 Ｓ ｅ ｅ ｂ ｅ ｅ ｋ 系数也较大 及激光打印机等系统提供叵温环境。 另外 ， 热电制冷材料为超导材料的 幅度地下降。 所以从整体上来看热电优值并没有得到提高。 改变晶体取 使用提供低温环境Ｂ 。因为这两类热 电设备都无振动 、 无噪音 ， 也无磨 向对提高电导率效果不是很明显 ，整体来看这样会导致热电优值的下 损、 无泄漏， 体积小 、 重量轻， 安全可靠寿命长 ， 对环境不产生任何污染 ， 降。 是 十分理 想 的电源 和制冷器 。 提高热电材料的热电性能主要途径应从降低材料的热导率人手 。 热电发电在医用物理学 中，可开发一类能够 自身供能 目无需照看 材料的热导率 由电子热导率（ ） 和声子热导率（ 。 ） 组成。 即 。 。 材 的电源系统； 美 国宇航局发射的“ 旅行者一号” 和“ 伽利略火 星探测器 ” 料较高热导率使 的调节受到很大程度限制 。由于 值较小 。 不会 等宇航器上唯—使用的就是放射性同位素供热的热电 发 电器；热电发 受到太大影响。 因此， 主要通过降低 。 来提高材料热电灵敏值。 。 与材 电可应用于自然界温差和工业废热发电， 可实现非污染能源， 创造 良好 料内部的声子散射有关 ： ． 的综合社会效益 ； 利用帕尔帖效应制成的热 电制冷机具有 ： 尺寸小 、 质 （ １ ） 多种原子组成的大晶胞的声子的散射能力较强。 并可以通过掺 量轻 、 无噪声 ， 无液态或气态介质 ， 不存在污染环境的问题 ； 光通信激光 杂或不同材料之间形成固溶体的办法提高声子的散射能力 。 （ ２ ） 将适合 二极管、 微型电源 、 红外线传感器和微区冷却都是由热电材料制备的微 尺寸质量较大的原子填人较大孔隙的特殊结构 中，这样就可 以通过原 型元件制成的。新型热电材料的研究可以减少环境污染。 子在笼状孔隙内振颤 ， 来提高材料声子的散射能力。（ ３ ） 提高多晶半导 ５展 望 、 体材料中晶界对声子的散射作用 ，一维层叠状结构材料热导率随材料 热电材料三大效应的发现距今已有 １ ０ ０ 余年的历史 ，在前人研究 叠层厚度的降低而降低，若能制成纳米厚度且各层晶体取向不同的纳 和探索的基础上， 取得了＿定的成绩。 随着科学的进步以及现代化的进 米级超晶格该材料的 Ｚ Ｔ值将比块体材料提高 ｌ ０倍， 达室温下 ６ ． ９ 。另 程 ， 相信热电材料的性能将会进一步提高 ， 必将成为我国新材料研究领 外， Ａ ｎ ｎ Ｈ， ｅ ｔ ａ ｌ 有关不同晶粒尺寸的 Ｃ ｏ Ｓ ｂ ， 材料 的传输性能研究表明 域的—个新的热点。为得到更好 的进展与突破，今后研究重点应集中 目 微米级晶粒尺寸的减小可以检测出热电性能的提高。 在： （ １ ） 利用传统半导体能带理论和现代量子理论 ， 对具有不同晶体结 ３热 电材料 的种 类 构的 Ｓ ｅ ｅ ｂ ｅ ｃ ｋ系数（ ｓ ） 、 热导率（ ） 、 电导率（ 叮 ） 三个参数的计算 ， 寻找更 ３ ． １半导体金属合金型热电材料。 目前 ， 热电材料的种类繁多， 按材 高 �
热电材料的发展现状和趋势
热电材料的发展现状和趋势热电材料是一类具有热电效应的材料，即能够将热能转化为电能或将电能转化为热能的材料。
热电材料的研究和应用具有重要的科学意义和实际价值，可以广泛应用于能源转化、节能环保和微型电子器件等领域。
本文将从热电材料的发展现状和趋势两个方面进行讨论。
热电材料的发展现状：目前，热电材料的研究可追溯到19世纪，但直到20世纪60年代才逐渐成为一个独立的研究领域。
在过去的几十年里，热电材料的研究取得了一系列重要进展，各种新型的热电材料相继被发现并得到了广泛研究。
在传统的热电材料中，主要包括铋碲化物（Bi2Te3）、铋锑系化合物（BiSb）、硒化铋（Bi2Se3）等。
这些材料具有良好的热电性能，被广泛应用于热电发电和制冷设备中。
同时，对这些材料的结构和性能进行改性也成为研究的热点。
例如，通过合金化和杂质掺杂等方法，可以调控材料的电子结构和散射机制，从而提高材料的热电性能。
除了传统的热电材料，一些新型的热电材料也逐渐成为研究的热点。
例如，近年来，具有石墨烯结构的二维材料被发现具有良好的热电性能。
由于其独特的电子结构和优异的导热性能，石墨烯材料具有巨大的潜力用于热电发电和制冷。
此外，一些过渡金属化合物和氧化物材料也被发现具有优异的热电性能。
这些新型热电材料的利用可以进一步扩展热电技术的应用领域。
热电材料的发展趋势：随着能源和环境问题的日益突出，热电技术被视为解决能源危机和环境保护问题的重要途径之一。
因此，热电材料的研究和开发具有重要的现实意义。
这也使得热电材料的发展呈现出以下几个趋势：1.高效性能：随着科学技术的发展，人们对热电转换效率的要求越来越高。
因此，未来的热电材料需要具有更高的转换效率和更低的导热系数。
为了实现高效性能，研究人员将会在材料的设计、合成和调控方面下大力气，开发出更先进的热电材料。
2.多功能性：热电技术具有广泛的应用前景，如能源转换、环境保护和微型电子器件等。
因此，未来的热电材料需要具备多种功能，并且能够适应不同的工作条件和应用环境。
热电材料的新进展
热电材料的新进展热电材料是一种能将热能转化为电能或将电能转化为热能的物质，又称为热电材料（thermoelectric material）。
这种材料已经得到了广泛的应用，包括用于热电发电、温度测量、温度控制和热解析等领域。
近年来，在研究中心的深入探索下，热电材料的研究也取得了新的进展。
一. 超导热电材料传统的热电材料有一个很大的缺陷，就是存在很高的热导率。
这意味着，当它们将热转化为电的时候，一部分热量会被浪费掉，转化效率很低。
因此，科学家一直在寻找可以减少热传导的新材料。
近年来，超导热电材料就成为了其中的一种研究方向。
超导热电材料具有非常低的热导率，可以将热转化为电的效率提高到一个新的水平。
二. 纳米热电材料纳米技术是当今科技领域最重要的发展方向之一。
在热电材料研究中，纳米技术的应用也有了很大的进展。
科学家们通过控制热电材料的晶粒大小和比表面积，使这些材料具有更好的热电性能。
同时，纳米热电材料还可以用于制造微型温度传感器和微型热电发电机等微型器件。
三. 基于模拟设计的热电材料模拟设计是一种先进的计算方法，可以用来模拟和预测热电材料的性能。
通过模拟设计，可以更好地理解热电材料的物理机制，优化材料的性能，从而加速热电材料的开发和应用。
基于模拟设计的热电材料已经成功地应用于传感器、热电发电器等领域。
总之，热电材料的研究领域已经涵盖了很多方面。
超导热电材料、纳米热电材料和基于模拟设计的热电材料等新兴研究领域都有着广泛的应用前景。
未来，随着科技的不断进步和人们对能源需求的不断增加，热电材料的研究也将会得到更加全面和深入的发展。
2024年热电材料市场前景分析
2024年热电材料市场前景分析引言热电材料是一类具备热电效应的材料，可以将热能转化为电能，或者将电能转化为热能。
热电材料在能源转换领域具有广阔的应用前景，被广泛应用于能源的收集、供应和储存等方面。
本文将对热电材料市场的前景进行分析，探讨其发展趋势和市场潜力。
热电材料市场现状目前，热电材料市场呈现出迅猛发展的态势。
随着清洁能源需求的增加，对绿色、高效能源转换技术的需求也日益增长。
热电材料因其独特的能量转化机制，在能源转换领域被广泛应用。
热电材料市场主要分为散热材料、发电材料和耦合材料三个基本类别。
目前，能源收集和供应领域是热电材料的主要应用领域，其中应用最为广泛的是散热材料，用于电子产品散热和热管理。
热电材料市场发展趋势清洁能源政策的推动随着全球对环保和可持续能源的关注度不断提升，各国纷纷推出清洁能源政策和补贴措施，促进绿色能源的发展和应用。
热电材料作为清洁能源转换领域的重要组成部分，受益于政策的推动，市场需求将继续增长。
新能源汽车需求的增加新能源汽车市场的快速崛起也为热电材料市场带来了新的机遇。
热电材料在电动汽车领域具有广阔的应用前景，可以应用于座椅发热、电池热管理等方面，提升电动汽车的舒适性和安全性能。
随着新能源汽车需求的增加，热电材料市场将迎来更多的机遇。
科技创新的驱动科技创新是推动热电材料市场发展的重要驱动力。
随着材料科学、纳米技术和能源领域的不断进步，热电材料的性能不断提高，效率不断增加，应用范围不断拓展。
未来，有望出现更多高效、可靠的热电材料，进一步推动市场的发展。
热电材料市场潜力分析热电材料市场具有巨大的潜力。
首先，全球对清洁能源和可持续发展的需求不断增加，这将为热电材料市场提供持续的发展动力。
其次，新能源汽车市场的快速发展为热电材料提供了广阔的应用空间。
再者，科技创新的驱动将带来更多优质的热电材料产品，助推市场的快速发展。
结论综上所述，热电材料市场具有广阔的发展前景和巨大的市场潜力。
热电材料及器件研究新进展
热电材料及器件研究新进展近年来，随着科技的不断进步，热电材料及器件的研究也在不断发展，新的成果和进展不断涌现。
本文将介绍一些热电材料及器件研究的新进展，让我们更加了解这一领域的发展趋势和前沿科技。
一、新型热电材料的发现在热电器件中，热电材料起到关键的作用。
近年来，科学家们发现了一些新型热电材料，这些材料具有更高的效率和更好的稳定性。
1. 柔性热电材料柔性热电材料具有高效率和可弯曲的特点，因此被广泛应用于可穿戴设备领域。
近期，研究人员在石墨烯和聚亚胺材料上成功制备了柔性热电发电机，这种发电机可以利用人体发出的热能产生电能，用于驱动穿戴设备。
2. 新型有机-无机复合材料有机-无机复合材料是一种材料结构独特、性能优良的新型材料体系。
近年来，研究人员发现一些新型有机-无机复合材料具有极高的热电转换效率，因此被广泛应用于热电发电领域。
这些材料还具有成本低廉、易于制备等优点，将有望在未来替代传统的热电材料。
二、热电器件的新型设计在热电器件中，除了材料的选择外，器件的设计也对其性能有着重要影响。
近年来，科学家们提出了一些新型的热电器件设计方案，这些方案可以提高器件的效率、耐用性等性能。
1. 多级热电模块技术多级热电模块技术可以将多个热电发电模块连接在一起，形成一个大规模热电发电系统。
这种技术可以提高热电发电系统的转换效率和输出功率，因此在太阳能、地热能等领域有着广泛的应用前景。
2. 大面积热电模块技术大面积热电模块技术可以将多个小的热电模块拼接起来，形成一个大面积的热电模块。
这种技术可以提高热电模块的输出功率和转换效率，因此有望在太阳能、地热能等领域广泛应用。
三、热电器件的实际应用近年来，热电器件在实际应用中有了更广泛的应用。
以下是一些热电器件的实际应用案例。
1. 路面热电发电系统在城市道路上安装热电发电系统，可以利用路面散发的热量发电，以增加能源供给的同时，缓解城市能源短缺的问题。
2. 电动汽车座椅在电动汽车座椅上加装热电模块，可以将座椅发出的热能转化为电能，为汽车提供额外的电力。
热电材料的研究现状及其应用展望
热电材料的研究现状及其应用展望热电材料是一种能够将热能转化为电能的材料，是热电技术的核心。
热电材料的研究和应用一直备受关注，因为它具有节能环保等显著优势，并广泛应用于热电发电、热电制冷、锅炉测量等领域。
本文将对热电材料的研究现状及其应用展望进行探讨。
一、热电材料的研究现状1、热电效应热电效应是热电材料的基本特性之一。
热电效应有三种类型：Seebeck效应、Peltier效应、Thomson效应。
其中，Seebeck效应指在热电材料一端引入热量时，电势差会在热电材料两端产生。
Peltier效应则是连续加热和冷却时，物质界面会发生电子转移及能量传递的现象。
Thomson效应是温差的梯度变化引起的电子内部能量转移。
这些效应对热电材料的设计和优化至关重要。
2、热电材料的分类热电材料可以分为有机材料和无机材料两类。
有机热电材料主要以聚合物及其衍生物为原料，而无机材料则主要是由金属氧化物、半导体性绝缘体和金属材料等构成。
不同类型的热电材料具有不同的热电性能主张。
近年来，机器学习热电材料的研究在数据挖掘方面得到了飞速发展。
3、热电材料性能的优化在热电材料研究过程中，热电性能的优化至关重要。
之前的热电材料虽然已经能够实现能量转化的效果，但其热电效应有限，不具备经济、环保等优势。
针对这些问题，科学家们深入研究，找到了一些优化方法，如材料的微观结构调控、热电材料复合、热电材料界面作用力的研究等。
二、热电材料的应用展望1、热电发电热电发电是热电应用中的一大利器。
其原理主要是将热能与电能相互转化，使得电能得以得到有效利用，同时也可充分体现出热电转换效率。
目前，热电发电在新能源、环保等领域得到了广泛应用，未来有望在实际应用中得到更加深入的推广。
2、热电制冷传统的制冷技术多采用机械制冷方法，但是这种方法存在着高能耗、环境污染等问题。
而热电材料制冷不仅缺陷小、噪音小、体积小，同时也具有适用范围广，可制冷能力强等特点，为实际应用提供了巨大的便利。
热电材料的研究现状与应用
热电材料的研究现状与应用热电材料是近年来备受关注的研究领域。
在传统的热电材料中，热电效应一般是指外加温差下材料内部发生的电子转移，以及这些电子转移所引起的电场及电流形成的效应。
这种效应的利用可以制造一些复杂的电子设备，如热电发电机、热电制冷机等。
由于热电技术具有无污染、稳定性高、不受天气环境限制、长寿命等特点，因此近年来热电材料的研究得到了越来越多的关注。
目前热电材料的主流研究方向大致分为两类：一、提高热电材料的能效和可靠性；二、寻找新的热电材料。
下面将对几种热电材料的研究现状和应用进行介绍。
一、硫化物热电材料硫化物热电材料是目前热电材料研究中一个重要的研究方向。
硫化物材料热电性能优异，具有高的热导率和热电效率，可以广泛应用于热电发电、热电制冷等领域。
硫化物热电材料被认为是理想的制冷材料，它能够达到与现有的制冷材料相当甚至更好的制冷效果。
据统计，硫化物热电材料的发电效率甚至可以达到45%以上。
二、铁基热电材料铁基热电材料是目前的一个热点研究领域。
铁基热电材料与传统硫化物热电材料相比，其性能更加稳定，有助于实现长期的热电发电和制冷。
铁基热电材料的基础研究相对较少，但目前已有一些鼓励的研究成果。
这些研究成果表明，铁基热电材料具有良好的热电性能，能够在应用于制冷时提供较高的制冷效率。
三、氧化物热电材料氧化物热电材料是近年来备受关注的热点领域。
氧化物热电材料具有具有较强的化学稳定性和热稳定性，这些性质为其应用于强磁场、高温、高压等特殊环境下的应用提供了坚实的基础。
氧化物热电材料在发电和制冷方面的应用也非常广泛。
目前，氧化物热电材料的基础研究和实际应用的研究都在不停地发展。
这表明氧化物热电材料将成为未来热电研究领域的一个重要方向。
总之，热电材料的研究与应用前景广阔。
虽然目前仍面临诸多难题，但科学家们致力于探索新的材料制备和工艺方法，以提高热电材料的能效和可靠性，从而实现更广泛的应用。
相信在不远的将来，热电材料将会在能源、环保、军事、医疗等领域得到越来越广泛的应用，为我们的生活和科技发展带来新的突破。
热电转换的新型材料研究
热电转换的新型材料研究热电转换作为一种能量转换方式，可以将热能转化为电能，为可再生能源的利用提供了有益的途径。
然而，传统的热电材料转换效率较低，且稳定性差，这为热电转换材料的研究和开发提出了更高的要求。
近年来，新型热电材料的研究和开发已经取得了一定的进展。
本文将从材料的角度出发，介绍新型热电材料的研究现状、特点及应用前景。
一、新型热电材料的分类和特点目前，新型热电材料主要分为铁磁半导体材料、拓扑绝缘体材料、渐进型材料和纳米复合材料四类。
（一）铁磁半导体材料铁磁半导体材料是一种同时具有铁磁性和半导体特性的材料，具有良好的热电性能。
其热电性能主要体现在集成了热电效应和磁电效应中的磁电效应，这使得其热传导与热电性能同时增强。
尤其在高温下，其热电转换效率可达到10%以上，同时还具有宽温区、良好的机械稳定性和化学稳定性等特点。
目前，铁磁半导体材料主要有半金属氧化物、半金属硫化物等。
（二）拓扑绝缘体材料拓扑绝缘体材料是一种特殊的材料，在内部是电绝缘体，在表面却能导电。
拓扑绝缘体材料具有热电极化效应，可显著增强材料热电转换效率。
此外，拓扑绝缘体材料热电性能比传统的热电材料更为稳定，同时还具有高效、环保等特点。
目前，拓扑绝缘体材料主要有铋和锑基材料、HgTe/CdTe量子阱材料等。
（三）渐进型材料渐进型材料是一类具有特殊晶体结构的化合物材料，它具有良好的热电性能和热电测量特性。
渐进型材料热电性能主要体现在出色的载流子浓度和迁移率，较低的热导率等特点。
此外，渐进型材料还具有良好的热稳定性、机械稳定性、尺寸稳定性和化学稳定性等特点。
目前，渐进型材料主要有硅锗合金、硒化物等。
（四）纳米复合材料纳米复合材料由多种不同材料复合而成，具有优良的物理、化学和电学性能。
纳米复合材料可通过尺寸效应、界面效应、纳米分散效应等方面来调节和改善材料的热电性能。
此外，纳米复合材料具有高效易制备, 响应速度快等特点。
目前，纳米复合材料主要有氧化物基复合材料、碳基复合材料等。
热电材料新型合成方法及优化性质描述
热电材料新型合成方法及优化性质描述热电材料是一类具有特殊热电性能的材料，能够将温差转化为电能或将电能转化为热能。
这种材料在能源转换和热管理领域有着广泛的应用前景，因此对于热电材料的研究和开发具有重要意义。
本文将介绍热电材料的新型合成方法以及优化性质的描述。
一、热电材料的新型合成方法1. 原子层沉积（ALD）原子层沉积是一种基于气相控制化学反应的薄膜制备技术，通过在基底上一层一层地沉积原子层，可以获得高质量的热电材料薄膜。
ALD方法具有高度的可控性和重复性，可以实现对材料结构和性能的精确调控。
研究人员可以利用ALD技术控制材料的组分和形貌，使得热电性能得到显著提升。
2. 水热合成水热合成是一种将溶液中的化学物质在高温高压的水环境下进行反应合成的方法。
这种方法不仅适用于无机材料的制备，而且在有机材料的制备方面也有广泛的应用。
研究人员可以通过水热合成方法调控反应温度、时间、酸碱度等条件，从而控制热电材料的结构和性能。
水热合成方法具有简单、环境友好等优点，因此在热电材料的合成中得到了广泛应用。
3. 原位合成原位合成是指材料在实际应用环境下进行合成的方法。
研究人员可以通过原位合成方法在特定条件下合成热电材料，以获得具有优异性能的材料。
例如，在高温高压环境下进行原位合成，可以实现热电材料的高温稳定性提高。
原位合成方法不仅可以提高合成效率，而且可以得到具有特殊结构和性能的材料。
二、热电材料性质的优化描述1. 热电性能的优化热电性能是评价热电材料优劣的关键指标之一。
提高材料的热电性能可以通过调控材料的能带结构和载流子迁移率来实现。
例如，通过合适的掺杂，可以改变材料的能带结构，从而改善材料的热电性能。
此外，优化材料的载流子迁移率也是提高热电性能的重要途径。
可以通过合理控制材料的晶格结构、晶界和缺陷结构等，提高载流子的迁移率，从而改善材料的热电性能。
2. 热稳定性的优化热电材料在实际应用中往往需要在高温环境下工作，因此具有良好的热稳定性是十分重要的。
硅锗热电材料的研究现状
硅锗热电材料的研究现状硅锗热电材料是一种具有重要应用价值的功能性材料，能够将热能直接转化为电能。
在过去的几十年里，人们对硅锗热电材料的研究进展迅速，取得了一系列重要的成果。
本文将对硅锗热电材料的研究现状进行综述。
硅锗热电材料的基本特性是研究的重点之一。
硅和锗是周期表中IVB族的元素，由于它们在能带结构、电子输运性质和晶体结构方面的差异，导致了硅锗热电材料具有不同的热电性能。
通过研究硅锗热电材料的基本特性，可以为其性能优化和应用开发提供重要的理论指导。
硅锗热电材料的合成方法也是研究的重要内容之一。
目前，硅锗热电材料的合成方法主要包括物理气相沉积、化学气相沉积、溶液法、机械合金化和热压烧结等。
不同的合成方法对硅锗热电材料的晶体结构、晶粒尺寸和杂质掺杂等都会产生重要影响，因此合理选择和优化合成方法对于硅锗热电材料的性能提升至关重要。
在硅锗热电材料的性能优化方面，研究者们主要集中在两个方面：一是对硅锗热电材料的热导率进行降低，以提高其热电转换效率；二是对硅锗热电材料的电子输运性能进行改善，以提高其电导率。
降低硅锗热电材料的热导率是目前的一个研究热点。
研究者们通过掺杂、界面调控、纳米结构设计等方法，成功地降低了硅锗热电材料的热导率，从而实现了其热电转换效率的提升。
硅锗热电材料的界面效应也是一个研究的重要方向。
在热电材料的应用中，界面效应常常会对其性能产生重要影响。
硅锗热电材料的界面效应包括两个方面：一是固体界面效应，即硅锗与其他材料之间的界面效应；二是内界面效应，即硅锗内部晶界和位错等缺陷对热电性能的影响。
研究者们通过调控硅锗热电材料的界面结构和界面缺陷，成功地改善了其热电性能。
硅锗热电材料的研究已经取得了重要的进展，但与功能性材料研究的前沿一样，还存在许多挑战和问题需要解决。
硅锗热电材料的热电转换效率仍然较低，且合成方法和性能优化策略仍有待进一步研究。
相信在未来的研究中，随着人们对硅锗热电材料理解的不断深入，其应用前景将会更加广阔。
电热材料产业发展趋势
电热材料产业发展趋势电热材料是一种能够将电能转化为热能的材料，广泛应用于家电、汽车、航空航天、医疗器械等领域。
随着人们对节能环保的要求不断增加，电热材料产业也迎来了快速发展的机遇。
本文将从技术创新、应用领域、市场趋势等方面，对电热材料产业的发展趋势进行探讨。
一、技术创新1. 新材料的应用：电热材料的性能直接影响其应用领域的扩展。
传统的电热材料主要包括金属电阻丝、电磁灶、碳纤维等，但随着材料科学的不断发展，新材料的应用在电热材料产业中逐渐增多。
例如，铜基复合材料、石墨烯等具有优异导电性和导热性能的材料被广泛研究和应用于电热材料中，为电热材料的效率提升和性能改善提供了新的思路。
2. 纳米技术的应用：纳米技术可以改变材料的表面性质和结构，使其具有更好的导电、导热性能。
在电热材料中，纳米技术的应用可以提高材料的导热效率，减小电能损耗，提高材料的稳定性和寿命。
此外，纳米材料还有很强的抗氧化能力，可以在高温环境下保持良好的性能。
3. 智能化控制技术：随着物联网和人工智能技术的发展，电热材料产业也逐渐向智能化方向发展。
智能化控制技术可以实现电热材料的远程监控和控制，可以根据实际需求进行温度调节、能量管理等操作，提高电热材料的使用效率和舒适性。
二、应用领域1. 家电行业：电热材料在家电行业中应用广泛，如电热水器、电热毯、电烤箱、电饭煲等产品。
随着人们对生活质量的要求提高，家电产品的功能越来越多样化，电热材料作为核心组成部分也面临着更新换代的需求。
未来，家电产品将更加注重节能环保，电热材料将逐渐趋向高效、智能化和综合化的方向发展。
2. 汽车行业：在汽车行业中，电热材料主要应用于汽车座椅加热、汽车发动机加热和汽车电池加热等方面。
随着新能源汽车的快速发展，电热材料的需求也将不断增加。
汽车座椅加热将更加普及，汽车发动机加热和汽车电池加热也将成为发展热点。
此外，随着智能汽车的发展，电热材料还可以应用于自动驾驶系统和智能控制系统中。
热电材料综述
热电材料综述摘要:热电材料是一种利用固体内部载流子运动实现热能和电能直接转换的功能材料，也是一种极具发展前景的新能源材料。
本文详述了目前热电材料研究的基本种类，影响热电优值的基本因素，探讨了提高热电性能的几条途径，并对近几年热电材料的研究发展趋势进行了分析与讨论。
本文对近几年几大类热电材料的研究进展做了详细的分析，对其如何提高热电优值的各方面进行了剖析，并对热电材料的研究发展趋势做了分析与讨论。
关键词：热电材料热电优值热电性能The development and research trends of thermoelectric materialsAbstract:Thermoelectric material is a functional material which takes advantage of the movement of solid internal carriers to achieve the direct conversion of thermal and electrical energy, which is also a very promising new energy material. This paper reviews the current basic types of thermoelectric materials, the basic factors affecting the thermoelectric figure of merit, discusses several ways to improve the thermoelectric properties, and researching and developing trends of thermoelectric materials in recent years are analyzed and discussed.Key words: Thermoelectric Material Thermoelectric Figure of Merit Thermoelectric Properties0引言热电材料是一种将热能和电能直接转化的新型功能能源材料，作为能源材料，它可以利用废热余热来发电，以缓解日益严峻的能源危机，它也可以利用Peltier 效应实现半导体制冷功能，取代氟利昂带来的环境污染问题。
热电性材料的新况综述
热电性材料的新况综述热电性材料的新况综述摘要：热电材料是一种能将电能与热能相互转换的功能材料,近年来备受关注。
从低维热电材料、热电器件及其应用等方面综述了热电材料研究的最新进展,并展望了今后的发展方向。
关键词：热电材料热电性能热电器件前言矿物当温度变化时，在晶体的某些结晶方向产生荷电的性质称为热电性。
矿物的焦电性主要存在于无对称中心、具有极性轴的介电质矿物晶体中。
如电气石、方硼石。
热电性是指矿物宝石在外界温度变化时，在晶体的某些方向产生荷电的性质。
热电性最初发现于石英中(1824)。
某些晶体的电极化强度随温度变化而释放表面吸附的部分电荷的性质。
它只能发生在不具有中心对称的晶体中。
在32种晶体的宏观对称类型中，只有10种具有惟一的极轴；晶体中离子沿极轴正反两个方向的配置不完全相同而产生电矩，导致晶体沿极轴方向出现一个宏观不等于零的固有极化强度P。
通常在晶体表面上总电矩的正负端容易吸附异性电荷直到完全抵消总电矩所产生的宏观电场,所以这种固有极化并不表露出来。
但是P与温度有关;当温度变化时由于P的改变而释放出表面吸附的部分电荷，这种现象称为热电效应；国内亦曾译为热释电效应。
具有热电性的晶体称为热电体。
当温度变化ΔT时，P的变化ΔP的分量称pi为热电系数。
经过人工极化的铁电体(见铁电性)都具有热电性，P等于剩余极化强度Pr；对于铁电单晶体，可以做到P十分接近等于自发极化强度Ps。
热电效应的大小与晶体所受的机械约束有关。
在被钳制不能发生形变的晶体中出现的热电效应为一级效应，或称主效应。
在自由晶体中，除一级效应外还有因热膨胀所诱导的压电效应也会改变表面吸附的电荷量，这是次级热电效应。
晶体的温度、应力或应变不均匀时所引起的附加作用属于三级热电效应，亦称假热电效应。
当晶体的弹性常数、压电系数和膨胀系数的温度变化关系为已知时，可以通过计算分出一级和次级效应对热电系数的贡献。
例如Li2SO4・H2O的总热电系数为86.3×10-6C/(m2・K)；其中一级效应贡献60.2×10-6C/(m2・K),次级效应贡献26.1×10-6C/(m2转・K)。
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热电性材料的新况综述
摘要：
热电材料是一种能将电能与热能相互转换的功能材料,近年来备受关注。
从低维热电材料、热电器件及其应用等方面综述了热电材料研究的最新进展,并展望了今后的发展方向。
关键词：热电材料热电性能热电器件
前言
矿物当温度变化时，在晶体的某些结晶方向产生荷电的性质称为热电性。
矿物的焦电性主要存在于无对称中心、具有极性轴的介电质矿物晶体中。
如电气石、方硼石。
热电性是指矿物宝石在外界温度变化时，在晶体的某些方向产生荷电的性质。
热电性最初发现于石英中(1824)。
某些晶体的电极化强度随温度变化而释放表面吸附的部分电荷的性质。
它只能发生在不具有中心对称的晶体中。
在32种晶体的宏观对称类型中，只有10种具有惟一的极轴；晶体中离子沿极轴正反两个方向的配置不完全相同而产生电矩，导致晶体沿极轴方向出现一个宏观不等于零的固有极化强度P。
通常在晶体表面上总电矩的正负端容易吸附异性电荷直到完全抵消总电矩所产生的宏观电场,所以这种固有极化并不表露出来。
但是P与温度有关;当温度变化时由于P的改变而释放出表面吸附的部分电荷，这种现象称为热电效应；国内亦曾译为热释电效应。
具有热电性的晶体称为热电体。
当温度变化ΔT时，P的变化ΔP的分量称pi为热电系数。
经过人工极化的铁电体(见铁电性)都具有热电性，P等于剩余极化强度P r；对于铁电单晶体，可以做到P十分接近等于自发极化强度P s。
热电效应的大小与晶体所受的机械约束有关。
在被钳制不能发生形变的晶体中出现的热电效应为一级效应，或称主效应。
在自由晶体中，除一级效应外还有因热膨胀所诱导的压电效应也会改变表面吸附的电荷量，这是次级热电效应。
晶体的温度、应力或应变不均匀时所引起的附加作用属于三级热电效应，亦称假热电效应。
当晶体的弹性常数、压电系数和膨胀系数的温度变化关系为已知时，可以通过计算分出一级和次级效应对热电系数的贡献。
例如Li2SO4·H2O的总热电系数为86.3×10-6C/(m2·K)；其中一级效应贡献60.2×10-6C/(m2·K),次级效应贡献26.1×10-6C/(m2转·K)。
典型的热电晶体的p值为10-5数量级。
在恒定温度下要产生相当于ΔT＝1°C所引起的ΔP值，需施加70kV/m的外电场。
铁电体的热电效应比非铁电体例如电气石、CdS等大很多,并且p值与温度有关；靠近居里点时铁电体的热电系数变得特别大。
热电体有重要和广泛的应用，如红外探测器、热电激光量热计、夜视仪以及各种光谱仪接收器等。
它的优点是不用低温冷却，但目前灵敏度比相应半导体器件稍低。
近年来随着新材料设计理念和新工艺新技术的迅速发展，热电材料的研究取
得了很大进展。
本文从低维热电材料、热电器件及其应用等方面对有关研究进行综述。
1 低微热电材料
1.1 二维热电材料
热电材料维度降低时，其费米能级附近的电子态密度增加，从而使得载流子的有效质量增加，有助于提高材料热电性能。
低微材料的研究主要基于两个方面：一是利用量子限制效应来提高Seebeck系数，或者单独控制Seebeck系数和电导率；二是利用大量的界面有效地对声子进行散射，或者是有选择性地散射声子，在不影响电导率的前提下，大幅度降低热电材料的电导率。
Hicks等报道的理论分析表明对于厚度小于几个纳米的量子阱结构，其α²随量子阱厚度的减小而增加，此理论在纳米晶格的研究上有很好的应用。
T.C.Harman等利用分子束外延（MBE）法制备了Bi掺杂的n型PbSeTe/PbTe量子点超晶格（QDSL），由于其极低的热导率（约0.33W/(m.K)），ZT值在550K时达到3。
Ohta等制备了具有高密度2DEG（Two-dimen-sional electron gas）的SrTiO3薄膜，其Seebeck系数
约为块体的5倍，性能最好的样品|а|=850uV/K,cm，参考块体单晶SrTiO3在室温下的热导率，ZT值达到2.4。
1.2 纳米线和纳米颗粒
Boukai等利用SNAP方法制备了单晶Si纳米线，通过掺杂硼得到p型半导体，200K时ZT值为1，相比块体Si性能提升100倍。
但对于纳米线、纳米管、纳米棒、纳米颗粒来说，由于它们尺度太小，很难直接使用，只能添加到块体材料原料中，进行二次成型，一些纳米结构会保留在成型后的块体材料内部，有利于提升块体热电材料的性能。
Poudel等利用球磨法制备了纳米BiSbTe粉末，再通过热压烧结得到p型Bi2-Sb2-Te3块体，在100摄氏度时ZT值达到1.4.材料内部存在大量纳米尺度的晶粒，晶粒之间存在的界面增加了对声子的散射，降低了晶格的热导率，从而提高了热电性能。
X.A,Fan等将化学合成的Bi2Te3纳米片复合到块体Bi2Te3中，发现随纳米片加入量的增加，块体Bi2Te3晶格热导率下降，从而使材料的热电性能得到提高。
纳米复合技术在块体热电材料的研究中将发挥重要作用。
2 热电器件的研究进展
热电材料的应用要通过热电器件来实现，从功能上来分，热电器件主要包括温差发电器和热电制冷器件两大类。
热电器件最大的优点是环境友好、高稳定性、以小型化，具有广阔的应用前景。
BMW 530i型概念车就应用了温差发电装置（见图1），它应用尾气余热进行发电，提高了燃油的利用率。
图1 温差发电装置在BMW 530i型概念车上的应用
低微热电材料具有较高的热电性能，很多研究者尝试制作薄膜热电器件。
Kwom等利用金属件有机物气相沉淀积（MOCVD）法制备了Bi-Sb-Te基薄膜温差发电器件（如图2），其由20对P-N对组成，温差为45K时，输出功率约为1.3uW。
Chowdhuey等采用MOCVD法制备了Bi2Te3系纳米超晶格热电器件（见图3），功率密度达到1300W/cm²，可应用于冷却集成电路中的芯片，而且可以有选择性地点对点冷却。
图2 Bi-Sb-Te基薄膜温差发电器件
图3 薄膜热电制冷器件
3 半赫斯勒热电材料性能显著提高
据美国物理学家组织网1月26日（北京时间）报道，一个由美国波士顿学院、麻省理工学院等多家大学组成的合作小组，采用纳米技术成功将一种普通块
状半导体材料p型half-Heusler（半赫斯勒）结构的热电品质参数提高了60%—90%。
研究人员表示，提高品质参数将为研制从汽车排放系统、发电厂到太阳能技术等下一代产品铺平道路。
热电品质参数是用来检测材料相对热电性能的指标。
以前的half-Heusler结构半导体材料由于其本身热电性能不佳，一直以来应用不广。
它以前的品质参数为：在700摄氏度铸块状态下，最大峰值0.5。
论文合著者、波士顿学院物理系研究员肖严（音译）说，他们制造的p型half-Heusler结构热电半导体材料品质参数值在700摄氏度下达到0.8，而且他们的材料制备方法成本更低也更省时间。
制造这种半导体合金块的工序为，首先用电弧熔融技术，然后用小球磨制铸块制造出纳米级粉末，最后采用热压技术得到致密的半导体铸块。
在纳米结构的抽样检测中，同时检测传输性质和材料微结构。
由于声子散射在材料晶界和缺陷中得到加强而使热传导性降低，所以和普通铸块相比，改良铸块的热电性能大大提高，表示材料热电功率的塞贝克系数也很高。
“如果将粉末的平均颗粒尺寸做得小于100纳米，还能使热传导性更低，热电性能更高。
”合作者之一、波士顿学院前物理学教授任志峰（音译）表示，新方法以一种经济有效的方式提高了热电材料的性能，成本更低，还能扩大规模批量生产。
研究小组将改良后的half-Heusler申请了专利。
目前，他们在努力减少压制程序中产生的颗粒，这对half-Heusler的热传导性影响很大，并计划进一步对其热电稳定性、机械坚固性、无毒害和低成本等方面展开研究。
结语
当前化石能源逐渐短缺，环境污染加剧，寻求绿色环保能源刻不容缓。
热电材料能用于温差发电和热电制冷，具有绿色环保的优点，但是转换效率低，还不足以与传统的发电和制冷方式媲美。
根据理论计算的结果，热电材料的前景是光明的，尽管目前的研究取得了不俗的成果，但是离大规模的商业应用还有一段距离，还需加强研究。
（1）展望未来，探索具有特殊结构的新材料以及发展纳米热电材料仍将是热电材料的主要研究方向。
（2）表征技术限制了低微热电材料的发展，应加大低微热电材料表征技术研究的力度。
（3）加强热电器件的研究，以促进热电材料的实用化进程。
（4）将强热电材料特性的优化研究，促进热电材料的高效利用。
参考文献。