半導體熱電材料
半導體熱電材料(英文名:semiconductor thermoelectric material)指具有較大熱電效應的半導體材料,亦稱溫差電材料。它能直接把熱能轉換成電能,或直接由電能產生致冷作用。
1821年,德國塞貝克(see—beck)在金屬中發現溫差電效應,僅在測量溫度的溫差電偶方面得到了應用。半導體出現后,發現它能得到比金屬大得多的溫差電動勢,熱能與電能轉換有較高的效率,因此,在溫差發電、溫差致冷方面得到了發展。
應用領域:
半導體溫差發電材料用于制備溫差發電機,已應用于海岸掛燈、浮標燈、邊防通訊用電源、石油管道中無人中繼站電源和野戰攜帶電源以及海底探查、宇宙飛船和各類人造衛星用電源。
半導體溫差致冷材料,用于制造各種類型的半導體溫差致冷器,如各種小型冷凍器、恒溫器、露點溫度計、電子裝置的冷卻,以及在醫學、核物理、真空技術等方面都有應用。
發展趨勢:
(1)尋求為滿足不同用途和佳優值系數的半導體材料。
(2)對材料的研究愈來愈深入,如將p型Sb2Te3加入Bi2Se3中,組成四元合金,獲得較好的Z值。
(3)發展材料制備工藝,以獲得優質的組織結。例如,Bi2Te3及以其為基的固溶體在晶體結構上是輝碲鉍礦型結構,有強烈的方向性,平行于解理面的電導率σ是垂直于解理面的4~10倍,熱導率為3~5倍,溫差電優值系數約為2倍,所以取向晶體致冷元件正是利用晶體的這一特點。
(4)以多種材料,按不同的工作溫度范圍配套,改善優值系數。
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