新热电材料概论

1热电材料

2“声子液体”热电材料

3硒化锡基热电材料

4含铟热电化合物材料

5氧化物热电材料

热电材料是一种能够实现热能和电能直接相互转化的材料。在废热回收和半导体制冷方面有着广泛的应用前景。并且热电材料的广泛使用，有利于提高我国能源利用率，可解决突出的能源枯竭和环境污染与社会不断发展的矛盾。

热电材料是一种能够实现热能和电能直接相互转化的材料。在废热回收和半导体制冷方面有着广泛的应用前景。并且热电材料的广泛使用，有利于提高我国能源利用率，可解决突出的能源枯竭和环境污染与社会不断发展的矛盾。

本书着眼于新型热电体系，从热电材料的基本理论、制备方法和性能优化等方面进行了深入论述，提出现有热电材料体系存在的问题和未来的发展方向。

2015年3月，休斯顿大学（University of Houston)的研究人员研发出一种新热电材料。企图从废热，如工业的烟通废气产生电，它比现用的热电材料的效率高，且能输出较高电能。

这种材料是掺锗镁锡化物。在国家科学汇编上发表这信息。领导作者为仁志辉（Zhifeng Ren)和休斯顿大学教授安德森·查尔（Anderson Chair).新材料的峰功率因子（peak power factor)是55，品质因素(figure of merit)为1.4，这是一个决定效率的因子。

新材料的化学成份是Mg2Sn0.75Ge0.25;属于专利材料。研究人员正兴办公司生产这种新材料。

传统对热电材料重视高品质因子ZT,有些材料具有高 ZT ，但热导却降低。这种材料则二者都好。实际应用时，不只是效率重要，当热源容量大（如太阳热）或热源价格不贵（如，汽车尾气和炼钢工业排放的废气等）时，高功率输出密度也很重要；

掺锗镁锡化物有标准的品质因子1.4，但有高功率因子55.原材料价格约每公斤190美元。可商品化。

材料由粉末冶金法制成。此材料可利用废热和温度高达300度摄氏集中的太阳能转化为电；典型的应用可包括利用汽车排放系统的废热，转换热为电，再供给车的功率。或从工厂的烟通废气获得热生电，再供给工厂系统。

参考文献：

"UH Researchers discover new material to produce clean energy" www.uh.edu/news-events/stories/2015/0303RenThermoelectric2100433B

热电材料塞贝克效应和帕尔帖效应发现距今已有100余年的历史，无数的科学家已对其进行了深入而富有成效的研究和探索，取得了辉煌的成果。随着研究的不断深入，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域的一个新的热点。在今后的热电材料研究工作中，研究重点应集中在以下几个方面：

（1）利用传统半导体能带理论和现代量子理论，对具有不同晶体结构的材料进行塞贝克系数、电导率和热导率的计算，以求在更大范围内寻找热电优值ZT更高的新型热电材料。

（2）从理论和实验上研究材料的显微结构、制备工艺等对其热电性能的影响，特别是对超晶格热电材料、纳米热电材料和热电材料薄膜的研究，以进一步提高材料的热电性能。

（3）对已发现的高性能材料进行理论和实验研究，使其达到稳定的高热电性能。

（4）加强器件的制备工艺研究，以实现热电材料的产业化。

美国GMZ Energy4月22日宣布推出一款突破性的新型材料，有助于制造新一代更加清洁、能效更高的产品。这种新型热电材料使用了纳米技术，清洁环保，能够有效地将废弃的热能转化为电能，从而为绿色消费品及工业品的发展铺平道路，推动未来的可持续发展。

该款GMZ材料功能众多、应用广泛。它能优化电冰箱及空调的制冷功能，并能利用汽车尾气排放系统的热源产生动力。由于GMZ 材料已经研发成功，并具有成本效益及易于采用等特点，因此具备商业可行性。它可以用于现今许多产品，能减少能源消耗和温室气体排放。

“长期以来，因为高成本和低效率，热电材料一直未能在清洁技术中广泛运用，但现在我们已经克服了这些问题。”GMZ Energy的CEO Mike Clary说：“该技术所能达到的效率令人倍感兴奋，而GMZ Energy已经做好充分准备，于今日发布这种具备商业可行性的新材料，以促进其在日用品中的应用。”