作为种一具广有泛用前景的应环境好材料友热，电材料已成国际材料为研 究域的热点领课之一题。热电换转术正技伴着随现代科技术学断不步的步进 伐在渐走进我们的逐生。活
热电材在能料中的源应用◇任
红 轩国纳米科家中心
学
能热电和是能们社会我生中活 重最要的能形源态， 其电中能各是 种态形能源中传输使用最多、 和最为 便方的一。因种，许多此能源形态、如 太阳能地热、风能、、汐能、化学 潮等能都等其在变转电能之为后能更 才好、更为 方便被人们广为地用利 目 。使前的用电能很有大一部分由是能 转热而换的， 来如电厂、 热核厂电及以 大规模的较阳太能电厂。 等这在种能 转量换中总是先利热能加热用体或 蒸汽， 液以动驱轮汽发机电。这 过程个复杂、设 备贵昂、易问出、 题染环污 、境能 量转效率换， 造成低能源费。 另浪一面方随，着人生活水民的提 高， 各平种使氟里昂作用冷剂制冷的制 电器走人们的入生活 ，我们的如常 生日活中用使多的最数要箱冰和空调 ，们他在提我高们的活生量的同质，时也给我 们带来了境环题问——空气 染、污臭氧层变薄和 声。噪 着地随上
球各
类自然源能—石油、— 煤炭等减 的少， 越来突显的能源危越威机着人胁 类未的来存生方，式 界各发世国家达 对未能来源的研究与发都进行开巨 了的投入大。 因关于此效高 又，不染污 环的境源能转换方的法研究必引起 了世界各国然学工作者科的泛关广。 从注 ２ ０世纪 ９０ 年以代来， 源能转换 材料 热电材料（ 的研）成为究料材科学的一个研究热 点。热 材料电是一类利用 贝克（Ｓ塞ｅｅｂｅｋｃ效）和佩应 帝（Ｐ尔ｌｔｅｅｒ）效应ｉ热将能电和相能转 换互新的功型材能。 热电料材料的用应不 要需使用传动部件工作时，无噪 声无、排物，和弃太能、阳能、风水能等二次 源能的应用样一， 对环境没有污 染，并 这且种料材性能靠可 ， 使用命寿长 是，一种有广泛具用应前 景的境友好材环。 料果如其应将用于上 的大述模规厂电电或发遍普制的 器冷 那，我们的生活将大么改为观 近。
几来，热年材电研究已料为国成 际材研料领域究的热点课之题，一美 、日本及欧国等洲家国都入投量大的资 和金力开人展础基应用研究， 而我与国该在域的研究领才刚起。步下 面让我们追溯一就下电热象现 和电热材的料究研程。进
热电材料的起缘热
材料的电研是一个古究老的 话题，早 １８在２２－１８２３年 ，塞克贝 （Ｓｅｂｅｃｋｅ）曾就在“普鲁士科学院 ”中描述报了一当时个他这样断 定的象现：彼在此合的不接导体同
中， 于温度差由影响，就会的出现自 磁由子由 。ｅＳｅｂｅｃ ｋ所行进的实验描 述， 可以中楚清看地出 ，他现发温 了电流，差这是由于不同在体组导成 的合闭电路当接触中处有具同不的 温时度生产。的贝克发现塞差温 电现致象后之 ２１ 年，１８３ ４， 即年钟 表
ｄＡｖａｃｅｄｎＭａ ｔｒｅｉａｌ Ｉｓｄｎｓｕｒｔｙ
６５
ｒＦｏｎｔｅｉｒ前
沿匠耳帖珀（Ｐｅｔｉｌｅ）ｒ法在 “物理国和学 化年学” 鉴上表了发在他两种不同 体导的界附边近当有（流流过时电所） 观到察的温反差常论的。文这 个两现 表明象热了以可电，致 同而电反时过来也 转变能热成或用来制者冷， 两个这 现象别分被命名被为 Ｓｅｅｅｂｃｋ效 应和 Ｐ ｅｌｔｅｒｉ效。 应Ｐｌｔｉｅｅｒ效之应后 ，继热 力学 创 始人 之 一 汤 逊 姆Ｔ（ｏｈｍｏｎｓ）于８５４１以各年种量能的热 学分力为出发析， 点温对电现象 差珀和帖现耳进行了热象力学分析 ， 定了上述过程确的关系间 建，了立热电 象现的论理础。 基塞贝克在现发 ０８ 年多后， １９１１ 即，德国年的阿持克提出希了一个令 人满的温差意热制电和发电的冷 理论，并提出了温 电优值公式差 Ｚ Ｓ２ δ ／ｋ。＝中其ａ 温差电势是数，ｓ 是系导电，率 ｋ热是率。导在持足保 够的高 和ａｓ 值的前下，提最 大幅地度降 声低对ｋ子的贡献是提热电高料材 性的关能键。差温电象发现之现后 并，未起引们的人趣，兴直到２０ 世纪 ３ ０代年 ，着随体物固学的发展理 ，尤 其是导半体理物的展，发 发半导现体材料 的Ｓｅ ｂｅｅｋｃ系 可高于 数０１０ ｖ ／ Ｋ，μ这才引人们起温差对电现象的 度重再。１９４９视 ，年苏前的约联 院士提出了半飞体温导差电理的， 同时论在实应用方面做际了很多作工 ，到５ 年０代期末约飞，及同其从事理 和论验上通实过用半导体利溶体， 固Ｋ／使δ小减 ，发现了并温差电性能 优较值的高冷和发电材制料如 Ｂｉ ２， ｅ ３ ＴＰｂ、ＴｅＳ、Ｇｅｉ等固 体溶迄 ，为今止 ，些仍这然最是要的重差电温材料。 ５ ０－６ 年０， 代人们热在能电 能和互转相，化 特别在电制冷是方面的 切要求， 使得热电材迫料得到迅发速展 。７０代年以来， 由于氟里制冷技
表昂 目１和前不在的将来远差电半导温材体料在电发制和方面的应冷用领 域发 远电空程间探器测（用于先锋已号旅行、 者、号俐伽略号等等）远距离 象站 气远离导航距系 统潜水 海艇底发站电（于用油井阀门）采 利废热用发电包，：括微 型 机 械 ，包括 发 机报等纳米 级
超微械，机括 人体包位原实时探、测器制 冷子电器的件部局冷却，包括 ：外红探测器 算机计Ｃ Ｐ Ｕ 维光导激纤器 微光米寸的尺却器（由汽车冷电驱动池）潜 水艇铁和客路的空调器 车冷器（水水机饮 ）家用电冰、箱 Ｃ ＣＤ 象机摄冷 箱、暖学及生医仪物器、湿机 除成集电高路低实温验仪及局控部系温统
的术发展， 使热得制电冷热电材和 的料研究到受冷落 ，几并乎入陷停顿了状 态。 ９年代０以来， 于氟里由昂环对境的 破作用坏被人已们遍普识认 制 ，无造污染 、无噪的制声剂冷成了冷 制术追求的目技标。 时同， 着计算随机 技、 航术技天术和超导技及微电子 术技的发术， 展切迫需要型小、静 态 冷制能且固安定装长的寿命制冷装的置， 此，因适 于用制这造装置的种 电热材料重又引起人新的们厚兴浓趣。将 温差电半导体材用于料热 和电能能两种能量形式的相互转，换 论是作为电不源发电是还作制为器制 冷冷有其他方式都所具备的不其所有独 优的势而受到人的们睐，青 如它以 不需液化可或化液体及汽轮汽发机电 套复这杂昂而的工贵艺程实过现能与热 电能间直的接换转，其是其可尤 动移、性 稳能定、寿 长命是他各其类电源无 法拟比的而为远成程测器 （探如火 探测器）星的 首选源电和无污染 冷等所追求致的标目 。目前和不在的远将 来差温电料材的用领域应可致大概 括于 表１。现 在，经半过多个世的纪究研
，电转热技换术正随着伴代现科技术 不学进步断步伐在逐的走渐我们进的生 活。热 电水机、 热电冰饮箱热和电空调 都已经现，出 且在逐步推广。并 例如使 热电材料用造的制箱不冰需要 冷剂和制压缩，机 要只提一个供流电 直就能源制冷。和够传制冷设备相 比统，氟 里昂带来所的境问环题立刻就迎刃而 。 世解各界在国推热进电转技换术应用 同时的， 在不也断地行着进型新 性能热高材料电研究的和索。探 年 来，近Ｓ ｕ ｋｔｔ ｅ ｒ ｕ ｄ ｉ ｔｅ 类热材电料 和ＮａｏＣ ２Ｏ ４ 氧化物等诸等多性能热 电高材料相继被现发我。们理有相 信由，随着高性能热电材料 的现，出将 应其用于述的大规模上电发电厂并不 是个一望而可不及的可梦。想
国内研究投入情况
目外前温差半导体材电料在实际 用过程利存中的问在是其题热电换转 率偏效低 （％６～１％１）但 着随源能， 与环问境的题益严日峻和代现体物固 理其理及论的究研发与展，科学家 们先后提出了电 晶体、 声子玻璃的子材
大
内燃型机车卡、钢炼工、业化学业等 超 工导 电子 件器 听助、微型收器机、袖音珍电视、微机型 半
导 冷体 阱恒 温、 槽、露 点 、仪携式便
６
新材料产业６ ＮＯ ５ ２０．０６
料结
基于构能带工程的具量有限子 ； 效应域的子结构， 如超量格晶材结料构等 ，其尤其作是为程探测器电源远 的可不替性代 ，温电差半体导料材材 与料件器的究引起研世界范了围内的 大关极注 。美如能源国部（ ＤＯＥ） 于２０３０年 １１月 ２ １公日布一“个工 废业温差发热用先进电电材热料 资助”项目， 主 要应对用是利象用冶金炉 等工高温炉业废热发的以降低电耗。 ２能０４ ０ ３ 年月发布又了目指项南， 计划开汽车发展机余热动差温发电研 的究。 同，年 美国的Ｎ ＡＶＹ 和能源部 组还织了十多美个的顶国研究级位启 动了单个一投资近千达美元的大型万 效纳米热电半高导材体料的研究项目， 在Ｃ ｅｌｓｏｍｍ学投资大２ ５０万美元成 立美国温差电 了（电） 半热导材体 料器与研件中究心 。本在日 ２０３０年 投资 千万数日组织元十多单位启家动 废热了温发差的电大型项。欧目 洲２０ 余个究研机构也已合进联了行汽发 车动机余热电发方的预研， 面正并在 织 “组瓦到兆纳热瓦能量转换”电大 型 科项目研。其 中， 德国以主的国家 为在２００２ 启动了类似于美国 ＮＡ年Ｖ 的Ｙ大温差型半电体材导与器料件的 研项发等等目此。，国外际名刊物 Ｓ著ＩＥＣＣＥ也Ｎ对温电半导差材体领 料的域究研入了较投大的关， 以至于 近几注来每年都年有相领域的研关结 果在究其上发表，仅 ２０４ 年 ０ ２份月 Ｓ的ｉｅｃｃｅｎ杂志就上登了３刊篇电热半 导体面的方文论，由 此可各发达见国家 此对域领研究的关注程。度相比之 下我国，在领域起此步 晚较—— ２ ０纪末世， 投期入则很少 但经。过近年来在几家国然自科基学 以及金国 家“８３” 研究６计划的支持下， 本向方研的已经究有了定的进步。一 但， 是其中料材身本还在存很的大
不完善处， 包之括结构更想、 性理能 高更的纳多孔米差电温半导体料的材 制和缺少量备化的基础理论模或解型 ，释 因迫切需此要国家项目连续投 的， 探索入的新材制备途料径 、优化制 工艺、提高材料性能备、低成降， 本改目变国内前热材电均料存的在电 热转换效低率 、稳性差、定材料 利用率 低 、制造成高本缺的， 点显是然这 材料类在我获国大规模得应的用一出 惟。路
技术
是一种无染、污 无噪的声型制新冷 术。 与常规压缩技制机冷相，比 热电制冷器 省去移动了部件危和环害境的制冷剂， 运 转靠可没且有声噪， 特 适合别负小荷和小积的制冷场体合，温 电制差组件冷典型
应
用 导半冷 体： 阱、温恒槽、红外探器测ＣＣ、Ｄ 摄象 、计算机芯片机冷却露点仪、、 便 式携冷箱暖、医 及学生仪器、 饮物 水、机除湿机、子电调器、 集成空路 高电温低实验仪及局部温控统。系 如在 电微工子方业面 ，芯片发一直热是 困扰人们的大题问 ，热而冷电却件元 以可便方与芯片集成地 起，到局部却 冷的作用特 需别要出指的是电材料热 ；国防在的应上，用比 卫星上如的预警用红外探测器需要 低在条件温才具 下有的高敏灵度探和率，测 制其冷器 求要量轻和无质动，震 热制电器恰冷 恰以可满这个要足。求 近年来热，转电技术得到换界世许 多家的高度重视国和大投量入， 日本用这利项技术， 建立了５００Ｗ垃级圾 烧余燃热发电范系示统取得了良，好 的际实果。效国美司公发了开多热种 电电系发统， 均投已入用，使 如在型大 运货车卡上装１安００Ｗ级的０热发废电 系，统为车汽供辅提电助等源。总之 ，热转换技电是一术利种用 导半体料实现材热和电能直能相接互 转换的色绿能源，用这使项技术 利，用农作物 垃圾、 、车余汽甚热人至 热体能，住宅在、农、 汽车庄上就 可以建立个小一型发电系和统制系 统，冷 足满人对们小功率电和制冷的能 需求。日 本、美国利 用热电换转技术开辟 色绿新能已源取经得了好良效 果 其，果成我国为发开用热电利技 术提供了有益借， 鉴对于们发展循我环 经、济设建约节社型会意重义。大
热材料电应展望用热
材料电是一利种固用体部内 载流运动子现热实能和能直接相电互 换转的能功材， 采料不用同热电材 的可以制料发成电或器制冷者器， 它们无须 用使传部件动， 统系积小， 适 体温用范围广度 ，工作时无声， 噪太与阳能、 能风、水等能次能源一样二，具有 不排污放染等物优，在能源， 点制，微电子，航冷，天 军等事域有领着 泛广的途用 。温发差器 电温（差池电 ）热电是 术技一的重要应项。 可用于用输气管 道保护、 的热发废等领域电， 差温 电池作为一种清洁的能源 具有，无噪声污 和染有害物质排放 可、靠性高 、寿命比一 电般长得多池优点的 ，并能 长期、安全、 连续提地稳定的工作电 源，符合供绿色环、保产业展趋发势， 且需不何中间机任能械而接直进行 热转电换，使 十用分方便 温差电。典 池型用：应热表、能管保道护、废 发热电 等 。如例 人，们一直在试利用热 电转尝技换将术车汽发动产机的生余 热尾和的气废热来进发行电 ，汽车提 为辅助电源供，技该一旦术入实用， 投将大大低汽车能耗并提降汽车高的综 合能。 在性制冷面方，差电温
制冷件
Ａｄｖａ组ｎｃｅｄＭａ ｔｅｒｉｌｓａ Ｉｄｕｓｎｔｙｒ
７６
作为种一具广有泛用前景的应环境好材料友热，电材料已成国际材料为研 究域的热点领课之一题。热电换转术正技伴着随现代科技术学断不步的步进 伐在渐走进我们的逐生。活
热电材在能料中的源应用◇任
红 轩国纳米科家中心
学
能热电和是能们社会我生中活 重最要的能形源态， 其电中能各是 种态形能源中传输使用最多、 和最为 便方的一。因种，许多此能源形态、如 太阳能地热、风能、、汐能、化学 潮等能都等其在变转电能之为后能更 才好、更为 方便被人们广为地用利 目 。使前的用电能很有大一部分由是能 转热而换的， 来如电厂、 热核厂电及以 大规模的较阳太能电厂。 等这在种能 转量换中总是先利热能加热用体或 蒸汽， 液以动驱轮汽发机电。这 过程个复杂、设 备贵昂、易问出、 题染环污 、境能 量转效率换， 造成低能源费。 另浪一面方随，着人生活水民的提 高， 各平种使氟里昂作用冷剂制冷的制 电器走人们的入生活 ，我们的如常 生日活中用使多的最数要箱冰和空调 ，们他在提我高们的活生量的同质，时也给我 们带来了境环题问——空气 染、污臭氧层变薄和 声。噪 着地随上
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类自然源能—石油、— 煤炭等减 的少， 越来突显的能源危越威机着人胁 类未的来存生方，式 界各发世国家达 对未能来源的研究与发都进行开巨 了的投入大。 因关于此效高 又，不染污 环的境源能转换方的法研究必引起 了世界各国然学工作者科的泛关广。 从注 ２ ０世纪 ９０ 年以代来， 源能转换 材料 热电材料（ 的研）成为究料材科学的一个研究热 点。热 材料电是一类利用 贝克（Ｓ塞ｅｅｂｅｋｃ效）和佩应 帝（Ｐ尔ｌｔｅｅｒ）效应ｉ热将能电和相能转 换互新的功型材能。 热电料材料的用应不 要需使用传动部件工作时，无噪 声无、排物，和弃太能、阳能、风水能等二次 源能的应用样一， 对环境没有污 染，并 这且种料材性能靠可 ， 使用命寿长 是，一种有广泛具用应前 景的境友好材环。 料果如其应将用于上 的大述模规厂电电或发遍普制的 器冷 那，我们的生活将大么改为观 近。
几来，热年材电研究已料为国成 际材研料领域究的热点课之题，一美 、日本及欧国等洲家国都入投量大的资 和金力开人展础基应用研究， 而我与国该在域的研究领才刚起。步下 面让我们追溯一就下电热象现 和电热材的料究研程。进
热电材料的起缘热
材料的电研是一个古究老的 话题，早 １８在２２－１８２３年 ，塞克贝 （Ｓｅｂｅｃｋｅ）曾就在“普鲁士科学院 ”中描述报了一当时个他这样断 定的象现：彼在此合的不接导体同
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ｄＡｖａｃｅｄｎＭａ ｔｒｅｉａｌ Ｉｓｄｎｓｕｒｔｙ
６５
ｒＦｏｎｔｅｉｒ前
沿匠耳帖珀（Ｐｅｔｉｌｅ）ｒ法在 “物理国和学 化年学” 鉴上表了发在他两种不同 体导的界附边近当有（流流过时电所） 观到察的温反差常论的。文这 个两现 表明象热了以可电，致 同而电反时过来也 转变能热成或用来制者冷， 两个这 现象别分被命名被为 Ｓｅｅｅｂｃｋ效 应和 Ｐ ｅｌｔｅｒｉ效。 应Ｐｌｔｉｅｅｒ效之应后 ，继热 力学 创 始人 之 一 汤 逊 姆Ｔ（ｏｈｍｏｎｓ）于８５４１以各年种量能的热 学分力为出发析， 点温对电现象 差珀和帖现耳进行了热象力学分析 ， 定了上述过程确的关系间 建，了立热电 象现的论理础。 基塞贝克在现发 ０８ 年多后， １９１１ 即，德国年的阿持克提出希了一个令 人满的温差意热制电和发电的冷 理论，并提出了温 电优值公式差 Ｚ Ｓ２ δ ／ｋ。＝中其ａ 温差电势是数，ｓ 是系导电，率 ｋ热是率。导在持足保 够的高 和ａｓ 值的前下，提最 大幅地度降 声低对ｋ子的贡献是提热电高料材 性的关能键。差温电象发现之现后 并，未起引们的人趣，兴直到２０ 世纪 ３ ０代年 ，着随体物固学的发展理 ，尤 其是导半体理物的展，发 发半导现体材料 的Ｓｅ ｂｅｅｋｃ系 可高于 数０１０ ｖ ／ Ｋ，μ这才引人们起温差对电现象的 度重再。１９４９视 ，年苏前的约联 院士提出了半飞体温导差电理的， 同时论在实应用方面做际了很多作工 ，到５ 年０代期末约飞，及同其从事理 和论验上通实过用半导体利溶体， 固Ｋ／使δ小减 ，发现了并温差电性能 优较值的高冷和发电材制料如 Ｂｉ ２， ｅ ３ ＴＰｂ、ＴｅＳ、Ｇｅｉ等固 体溶迄 ，为今止 ，些仍这然最是要的重差电温材料。 ５ ０－６ 年０， 代人们热在能电 能和互转相，化 特别在电制冷是方面的 切要求， 使得热电材迫料得到迅发速展 。７０代年以来， 由于氟里制冷技
表昂 目１和前不在的将来远差电半导温材体料在电发制和方面的应冷用领 域发 远电空程间探器测（用于先锋已号旅行、 者、号俐伽略号等等）远距离 象站 气远离导航距系 统潜水 海艇底发站电（于用油井阀门）采 利废热用发电包，：括微 型 机 械 ，包括 发 机报等纳米 级
超微械，机括 人体包位原实时探、测器制 冷子电器的件部局冷却，包括 ：外红探测器 算机计Ｃ Ｐ Ｕ 维光导激纤器 微光米寸的尺却器（由汽车冷电驱动池）潜 水艇铁和客路的空调器 车冷器（水水机饮 ）家用电冰、箱 Ｃ ＣＤ 象机摄冷 箱、暖学及生医仪物器、湿机 除成集电高路低实温验仪及局控部系温统
的术发展， 使热得制电冷热电材和 的料研究到受冷落 ，几并乎入陷停顿了状 态。 ９年代０以来， 于氟里由昂环对境的 破作用坏被人已们遍普识认 制 ，无造污染 、无噪的制声剂冷成了冷 制术追求的目技标。 时同， 着计算随机 技、 航术技天术和超导技及微电子 术技的发术， 展切迫需要型小、静 态 冷制能且固安定装长的寿命制冷装的置， 此，因适 于用制这造装置的种 电热材料重又引起人新的们厚兴浓趣。将 温差电半导体材用于料热 和电能能两种能量形式的相互转，换 论是作为电不源发电是还作制为器制 冷冷有其他方式都所具备的不其所有独 优的势而受到人的们睐，青 如它以 不需液化可或化液体及汽轮汽发机电 套复这杂昂而的工贵艺程实过现能与热 电能间直的接换转，其是其可尤 动移、性 稳能定、寿 长命是他各其类电源无 法拟比的而为远成程测器 （探如火 探测器）星的 首选源电和无污染 冷等所追求致的标目 。目前和不在的远将 来差温电料材的用领域应可致大概 括于 表１。现 在，经半过多个世的纪究研
，电转热技换术正随着伴代现科技术 不学进步断步伐在逐的走渐我们进的生 活。热 电水机、 热电冰饮箱热和电空调 都已经现，出 且在逐步推广。并 例如使 热电材料用造的制箱不冰需要 冷剂和制压缩，机 要只提一个供流电 直就能源制冷。和够传制冷设备相 比统，氟 里昂带来所的境问环题立刻就迎刃而 。 世解各界在国推热进电转技换术应用 同时的， 在不也断地行着进型新 性能热高材料电研究的和索。探 年 来，近Ｓ ｕ ｋｔｔ ｅ ｒ ｕ ｄ ｉ ｔｅ 类热材电料 和ＮａｏＣ ２Ｏ ４ 氧化物等诸等多性能热 电高材料相继被现发我。们理有相 信由，随着高性能热电材料 的现，出将 应其用于述的大规模上电发电厂并不 是个一望而可不及的可梦。想
国内研究投入情况
目外前温差半导体材电料在实际 用过程利存中的问在是其题热电换转 率偏效低 （％６～１％１）但 着随源能， 与环问境的题益严日峻和代现体物固 理其理及论的究研发与展，科学家 们先后提出了电 晶体、 声子玻璃的子材
大
内燃型机车卡、钢炼工、业化学业等 超 工导 电子 件器 听助、微型收器机、袖音珍电视、微机型 半
导 冷体 阱恒 温、 槽、露 点 、仪携式便
６
新材料产业６ ＮＯ ５ ２０．０６
料结
基于构能带工程的具量有限子 ； 效应域的子结构， 如超量格晶材结料构等 ，其尤其作是为程探测器电源远 的可不替性代 ，温电差半体导料材材 与料件器的究引起研世界范了围内的 大关极注 。美如能源国部（ ＤＯＥ） 于２０３０年 １１月 ２ １公日布一“个工 废业温差发热用先进电电材热料 资助”项目， 主 要应对用是利象用冶金炉 等工高温炉业废热发的以降低电耗。 ２能０４ ０ ３ 年月发布又了目指项南， 计划开汽车发展机余热动差温发电研 的究。 同，年 美国的Ｎ ＡＶＹ 和能源部 组还织了十多美个的顶国研究级位启 动了单个一投资近千达美元的大型万 效纳米热电半高导材体料的研究项目， 在Ｃ ｅｌｓｏｍｍ学投资大２ ５０万美元成 立美国温差电 了（电） 半热导材体 料器与研件中究心 。本在日 ２０３０年 投资 千万数日组织元十多单位启家动 废热了温发差的电大型项。欧目 洲２０ 余个究研机构也已合进联了行汽发 车动机余热电发方的预研， 面正并在 织 “组瓦到兆纳热瓦能量转换”电大 型 科项目研。其 中， 德国以主的国家 为在２００２ 启动了类似于美国 ＮＡ年Ｖ 的Ｙ大温差型半电体材导与器料件的 研项发等等目此。，国外际名刊物 Ｓ著ＩＥＣＣＥ也Ｎ对温电半导差材体领 料的域究研入了较投大的关， 以至于 近几注来每年都年有相领域的研关结 果在究其上发表，仅 ２０４ 年 ０ ２份月 Ｓ的ｉｅｃｃｅｎ杂志就上登了３刊篇电热半 导体面的方文论，由 此可各发达见国家 此对域领研究的关注程。度相比之 下我国，在领域起此步 晚较—— ２ ０纪末世， 投期入则很少 但经。过近年来在几家国然自科基学 以及金国 家“８３” 研究６计划的支持下， 本向方研的已经究有了定的进步。一 但， 是其中料材身本还在存很的大
不完善处， 包之括结构更想、 性理能 高更的纳多孔米差电温半导体料的材 制和缺少量备化的基础理论模或解型 ，释 因迫切需此要国家项目连续投 的， 探索入的新材制备途料径 、优化制 工艺、提高材料性能备、低成降， 本改目变国内前热材电均料存的在电 热转换效低率 、稳性差、定材料 利用率 低 、制造成高本缺的， 点显是然这 材料类在我获国大规模得应的用一出 惟。路
技术
是一种无染、污 无噪的声型制新冷 术。 与常规压缩技制机冷相，比 热电制冷器 省去移动了部件危和环害境的制冷剂， 运 转靠可没且有声噪， 特 适合别负小荷和小积的制冷场体合，温 电制差组件冷典型
应
用 导半冷 体： 阱、温恒槽、红外探器测ＣＣ、Ｄ 摄象 、计算机芯片机冷却露点仪、、 便 式携冷箱暖、医 及学生仪器、 饮物 水、机除湿机、子电调器、 集成空路 高电温低实验仪及局部温控统。系 如在 电微工子方业面 ，芯片发一直热是 困扰人们的大题问 ，热而冷电却件元 以可便方与芯片集成地 起，到局部却 冷的作用特 需别要出指的是电材料热 ；国防在的应上，用比 卫星上如的预警用红外探测器需要 低在条件温才具 下有的高敏灵度探和率，测 制其冷器 求要量轻和无质动，震 热制电器恰冷 恰以可满这个要足。求 近年来热，转电技术得到换界世许 多家的高度重视国和大投量入， 日本用这利项技术， 建立了５００Ｗ垃级圾 烧余燃热发电范系示统取得了良，好 的际实果。效国美司公发了开多热种 电电系发统， 均投已入用，使 如在型大 运货车卡上装１安００Ｗ级的０热发废电 系，统为车汽供辅提电助等源。总之 ，热转换技电是一术利种用 导半体料实现材热和电能直能相接互 转换的色绿能源，用这使项技术 利，用农作物 垃圾、 、车余汽甚热人至 热体能，住宅在、农、 汽车庄上就 可以建立个小一型发电系和统制系 统，冷 足满人对们小功率电和制冷的能 需求。日 本、美国利 用热电换转技术开辟 色绿新能已源取经得了好良效 果 其，果成我国为发开用热电利技 术提供了有益借， 鉴对于们发展循我环 经、济设建约节社型会意重义。大
热材料电应展望用热
材料电是一利种固用体部内 载流运动子现热实能和能直接相电互 换转的能功材， 采料不用同热电材 的可以制料发成电或器制冷者器， 它们无须 用使传部件动， 统系积小， 适 体温用范围广度 ，工作时无声， 噪太与阳能、 能风、水等能次能源一样二，具有 不排污放染等物优，在能源， 点制，微电子，航冷，天 军等事域有领着 泛广的途用 。温发差器 电温（差池电 ）热电是 术技一的重要应项。 可用于用输气管 道保护、 的热发废等领域电， 差温 电池作为一种清洁的能源 具有，无噪声污 和染有害物质排放 可、靠性高 、寿命比一 电般长得多池优点的 ，并能 长期、安全、 连续提地稳定的工作电 源，符合供绿色环、保产业展趋发势， 且需不何中间机任能械而接直进行 热转电换，使 十用分方便 温差电。典 池型用：应热表、能管保道护、废 发热电 等 。如例 人，们一直在试利用热 电转尝技换将术车汽发动产机的生余 热尾和的气废热来进发行电 ，汽车提 为辅助电源供，技该一旦术入实用， 投将大大低汽车能耗并提降汽车高的综 合能。 在性制冷面方，差电温
制冷件
Ａｄｖａ组ｎｃｅｄＭａ ｔｅｒｉｌｓａ Ｉｄｕｓｎｔｙｒ
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