碲化铋基热电材料复合改性的研究进展

近年来Bi2Te3基热电材料被广泛用于医疗器械、电子、航空航天等各种商业领域,材料的性能已经逐步得到提高.目前已有大量关于通过掺杂、纳米化或与其他材料复合来提高碲化铋基热电材料热电性能的报道,而材料复合是其中一种重要的优化手段.本文重点对碲化铋同有机与无机材料的复合改性进行了介绍,总结了复合不同类型的物质对材料热电性能的影响,对比了不同方法下所制备的复合材料的热电参数,并对Bi2Te3基热电材料复合改性的未来发展进行了展望.     

碲化铋基热电材料复合改性的研究进展

近年来Bi2Te3基热电材料被广泛用于医疗器械、电子、航空航天等各种商业领域,材料的性能已经逐步得到提高.目前已有大量关于通过掺杂、纳米化或与其他材料复合来提高碲化铋基热电材料热电性能的报道,而材料复合是其中一种重要的优化手段.本文重点对碲化铋同有机与无机材料的复合改性进行了介绍,总结了复合不同类型的物质对材料热电性能的影响,对比了不同方法下所制备的复合材料的热电参数,并对Bi2Te3基热电材料复合改性的未来发展进行了展望.     

Sb_(2)Te_(3)基热电薄膜的研究进展EI北大核心CSCD

基于热电薄膜的微型热电器件在微区制冷、温差发电等领域具有广阔应用前景。具有高功率因子、ZT值的热电薄膜对微型热电器件的性能至关重要。Sb_(2)Te_(3)基材料是室温下性能优异的p型热电材料。然而,目前Sb_(2)Te_(3)基薄膜的热电性能仍然不能满足实际应用的需求。简述了热电材料研究的相关背景,介绍了Sb_(2)Te_(3)的晶体结构,概述了Sb_(2)Te_(3)基薄膜的常用制备技术,从提高功率因子和降低热导率2方面综述了提高Sb_(2)Te_(3)基薄膜热电性能的方法。重点介绍了材料组织、微观结构与热电性能的关系,即缺陷、择优取向、纳米颗粒、超晶格、有机无机杂化等对Sb_(2)Te_(3)基薄膜热电性能的影响。此外,对Sb_(2)Te_(3)基热电薄膜的发展方向予以展望。     

热电能源材料研究进展EI北大核心CSCD

热电材料是一种可将热能和电能相互转换的功能材料,在温差发电和通电制冷方面有着非常广阔的应用前景,而且可以有效缓解能源紧缺和环境污染两大问题,近年来受到广泛关注。本文主要介绍了一些典型热电材料的最新研究进展,并围绕能带工程、纳米工程和缺陷工程等提高热电性能的方法对每个热电材料体系进行了简要总结,最后对热电材料的研究进行了展望。     

高分子热电材料研究进展

由于无机热电材料的资源有限、价格昂贵、加工复杂,价廉易加工的有机热电材料已经引起众多研究者的关注。综述了近几年国内外高分子热电材料领域通过综合利用无机材料的高电导率、高Seebeck系数和有机材料的低热导率制备热电值较高的热电材料的进展。但是高分子热电材料的热电性能相比无机材料还有差距,如何独立、高效地调控Seebeck系数、电导率和热导率,使高分子材料的热电性能提高到和无机热电材料媲美的程度,仍是高分子热电材料领域的巨大挑战。     

热电材料的研究现状与未来展望

热电材料可以实现热能和电能的直接相互转换,在温差发电和固态制冷等领域具有重要应用,受到了学术界和工业界的广泛关注。本工作首先简述了热电材料研究的相关背景,然后根据材料工作的温度,对室温附近、中温区以及高温区一些典型热电材料的最新研究进展进行了概述,重点介绍了材料的晶体结构特点和性能优化策略。在此基础上阐述了热电能量转换技术在材料、器件和研发模式等方面所面临的困难和挑战。最后,对热电材料未来的发展方向提出了展望。     

热电材料的研究现状及展望

本文在剖析能源使用现状的基础上,论述了热电材料的发展过程及其工作原理,分析了影响热电转换效率、热电优值的关键因素,指出了热电材料的研究方向。     

冷能温差发电技术及材料研究进展

温差发电技术是一种直接利用热电材料完成热能到电能转换的能源利用技术。介绍近年来关于温差发电的实验和理论研究的国内外现状以及各种热电材料的研究进展和制备状况。     

热电材料的研究进展

本文论述了不同种类热电材料的结构特征和热电性能。阐述了提高热电材料热电性能的方法、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。     

热电材料的研究进展

简要介绍了热电材料热电效应的基本原理，综述了热电材料的发展及种类，着重阐述了非氧化物半导体热电材料、氧化物热电材料的研究进展，提出了氧化物热电材料的发展方向。     

钴基氧化物热电陶瓷的研究进展

随着可开发性能源的日益减少和环境污染问题的日趋严重，热电陶瓷作为一种能够实现热能和电能之间直接转换的功能陶瓷，其研究越来越受到重视。层状钴基氧化物由于具有优良的性能而成为有着广阔应用前景的一种热电陶瓷材料。本文回顾了热电材料的发展历史，阐述了与热电转换相关的一些理论基础以及良好热电材料所需具备的条件，指出钴基氧化物所存在的各种优缺点，并着重介绍了几种常见的钴基氧化物热电陶瓷材料的基本结构、性能特征与研究进展等，     

Structure and thermoelectric properties of higher manganese silicides synthesized by pack cementation

Higher manganese silicides (HMS) are promising alternative materials for middle to high temperature thermoelectric applications as a low-cost, non-toxic and highly stable p-type leg. Many of the preparation methods that have been reported previously require long-time and energy consuming processes, as well as expensive equipment, and often do not result in a material of sufficient quality. In this study, the simple, cost-effective and eco-friendly technique of pack cementation is applied. HMS powders synthesized at different experimental conditions are studied and compared considering their structure, composition, short-term thermal stability in air and thermoelectric properties. X-ray diffraction analysis, X-ray photoelectron spectroscopy, scanning electron microscopy, thermogravimetry and thermoelectric measurements (in terms of Seebeck coefficient, electrical and thermal conductivity) were employed for the characterization of the material and evaluation of its performance. All samples were identified as HMS and only some negligible traces of MnSi were detected. They moderately oxidize when heated non-isothermally under air atmosphere up to 1473 K, while the presence of HMS remains dominant even at such high temperatures. Their thermoelectric properties were remarkable for an undoped material, with a maximum figure of merit (ZT) of 0.47 at 777 K. Pack cementation appeared to have a great potential as the synthesis route of high-efficiency HMS.     

一种新型环保、节能除湿技术——热电冷凝除湿

回顾了传统除湿技术的发展以及目前所存在的弊端。系统介绍了热电冷凝除湿技术的工作原理、理论模型、国内外研究进展。详细比较了热电冷凝除湿技术与传统除湿技术,表明随着热电技术的发展、热电冷凝装置性能的提高以及太阳能电池的成本降低,热电冷凝除湿技术作为一种节能、环保的新型除湿技术,将具有非常广阔的发展前景。     

非均匀热通量对热电器件性能的影响

提高冷热两端温度是提高热电器件发电效率的有效途径之一。但当施加于热端表面的热通量不均匀时,热端表面温度不均匀,系统性能受到影响。基于此,建立了热电器件的热电转换耦合数学模型,分析热电材料物性参数,非均匀热通量等参数对热电器件的功率输出特性的影响。数值模拟结果表明:材料物性参数随温度的变化对系统输出功率的影响不可忽略,热通量4 W·cm^-2时物性参数对系统最高温度的影响接近4%;非均匀热通量对热电器件输出特性影响也十分显著,热通量均匀度越小,热端表面温度分布不均匀性越大,极值温度越高,高温区越小,断路电压越低。     

氧化物热电材料的研究进展

介绍了几种典型氧化物热电材料的结构特征和热电性能,阐述了提高材料热电性能的方法、途径以及该类材料在热电发电和制冷及气体传感器等方面的应用,并指出氧化物热电材料必将成为材料研究的亮点。     

Synthesis,Structural and Electrical Properties of FeCl<Subscript>3</Subscript>-Doped Molybdenum and Vanadium Oxides Films

A sol–gel method (colloidal route) based on V₂O₅.nH₂O hydrogel was developed to synthesize xFeCl₃-(80-x)V₂O₅-20MoO₃.nH₂O (0.5 ≤ x ≤ 3 mol.%) material. X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), density, thermoelectric power, and electrical properties of the films as prepared were investigated. X-ray diffraction and transmission electron microscopy were used to identify the structure of the obtained nanocrystals. Homogenous nanocrystals of 40 nm in size were obtained. Electrical conductivity and thermoelectric power were measured in the temperature range 385–500 K for the as-prepared films. The electrical conductivity increased with increasing FeCl₃content. The obtained results showed by increasing FeCl₃content in the system under investigation, gradual changes in thermoelectric power from n-type to p-type were detected. The sol–gel method is fit for the preparation of x FeCl₃-(80-x)V₂O₅-20MoO₃.nH₂O material which may offer some favorable properties for commercial application.     

快速非平衡技术制备ZrNiSn及其纳微结构与热电性能

利用外加引火剂的自蔓延高温合成(SHS)反应形成的"化学反应加热炉"引发ZrNiSn的SHS反应,在反应物坯体处于红热软化状态下快速加压制备得到致密的ZrNiSn块体。对材料物相及微结构进行表征,并对热电性能进行测试。结果表明:ZrNiSn内部存在大量纳米晶核和高浓度位错群及应力起伏区,极大地增强了声子散射,显著减小了声子平均自由程,进而降低了晶格热导率,并且热电性能得到优化,在873K时,ZT值为0.54。     

Conductive scanning probe microscopy of nanostructured Bi2Te3

In order to explain the unique thermoelectric properties of bulk nanocomposite p-type bismuth antimony telluride, its structural and electrical properties are investigated using transmission electron microscopy (TEM) and atomic force microscopy with a conductive probe (C-AFM). The material is observed to contain both nano- and micro-sized grains with sizes varying from 10 nm to 3 μm. This unique structure promotes phonon scattering, thereby decreasing the thermal conductivity to below 1 W mK(-1) at room temperature. Moreover, the C-AFM data show that the electrical conductivity of nanosized grains is higher than the bulk value and reaches 1600 S cm(-1). This results in a moderate increment of the overall electrical conductivity, thereby increasing the figure of merit (ZT) up to 1.4 at 100 °C. In addition to demonstrating a powerful scanning probe microscopy (SPM) based investigation technique that requires minimal sample preparation, our findings contribute towards better understanding of the enhancement of thermoelectric properties of nanocomposite thermoelectric materials.