MA-SPS制备CoSb_,3_和RE_,x_Co_,4_Sb_,12_的热电性能及其(10)

第１章绪论

ｒ＞Ｏ，吸热。

上述三种热电效应中Ｓｅｅｂｅｃｋ系数。咖Ｐｅｌｔｉｅｒ系数”曲和Ｔｈｏｍｓｏｎ系数ｒ，都

是表征热电材料性能的重要参量，它们的相互关系可用Ｋｅｌｖｉｎ关系式表述如下：

孔ｄｂ２毡曲ｌ

ｆ口一丁６２Ｔ（ｄ甜曲／打）

由上述介绍可见，热电效应是热传导和电传导之间的一种可逆、交叉耦合效

应。而山电流引起的焦耳（Ｊｏｕｌｅ）热效应是不可逆的，不属于热电效应。基于这三

个热电效应，可以实现热能与电能之间的相互转换。

１．２热电材料的应用

自从发现热电材料以来，人们不断研究和开发它在工业方面的应用。应用热

电效应最成功的例子就是测量温度用的热电偶，已经应用了一个多世纪。由于金

属的热电效应比较微弱，通常只用来制作热电偶，热电偶的原理就是将热能转换

成电能，用于在开路条件下直接探测电压，而不是作为能量转换装置。直到５０

年代末期半导体材料得到了飞速发展后，１９６０年英国的ＨＪ．Ｇｏｌｄｓｍｉｄ发现一些

半导体材料具有较高的热电性能，从而使热电材料及热电元器件的研究进入了新

的阶段。热电半导体的实用价值较高，从此开始了对热电转换和热电制冷的工程

实践。７０年代以来，由于氟利昂制冷技术的迅速发展，使热电制冷和热电材料

受到冷落，而且几乎陷入了停顿状态。在进入８０年代以后，由于环境保护和计

算机、微电子、航空航天等高新技术领域的需要，半导体制冷又受到重视，热电

材料又有所发展，主要是努力提高半导体的热电性能，进一步开拓热电转换的应

用领域［１３．１５，１６１。对于薪型热电材料国外已有较多的研究，国内只有清华大学、北

京工业大学、浙江大学、中国科学院上硅所和武汉工业大学等少数几个高校和科

研单位开展了实验研究，取得了初步的结果。

１．２１热电发电［１６，１７】

热电发电的原理如图１。２所示。它是由Ｎ、Ｐ两种不同类型的半导体热电材

料经过导电性好的导流片串联而成，当热端加热时，使器件的两端建立起温差，两种载流子都流向冷端，形成热电发电器。一般商业热电器件含有１８～１２８组这