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热电性材料的新况综述摘要：热电材料是一种能将电能与热能相互转换的功能材料,近年来备受关注。
从低维热电材料、热电器件及其应用等方面综述了热电材料研究的最新进展,并展望了今后的发展方向。
关键词：热电材料热电性能热电器件前言矿物当温度变化时，在晶体的某些结晶方向产生荷电的性质称为热电性。
矿物的焦电性主要存在于无对称中心、具有极性轴的介电质矿物晶体中。
如电气石、方硼石。
热电性是指矿物宝石在外界温度变化时，在晶体的某些方向产生荷电的性质。
热电性最初发现于石英中(1824)。
某些晶体的电极化强度随温度变化而释放表面吸附的部分电荷的性质。
它只能发生在不具有中心对称的晶体中。
在32种晶体的宏观对称类型中，只有10种具有惟一的极轴；晶体中离子沿极轴正反两个方向的配置不完全相同而产生电矩，导致晶体沿极轴方向出现一个宏观不等于零的固有极化强度P。
通常在晶体表面上总电矩的正负端容易吸附异性电荷直到完全抵消总电矩所产生的宏观电场,所以这种固有极化并不表露出来。
但是P与温度有关;当温度变化时由于P的改变而释放出表面吸附的部分电荷，这种现象称为热电效应；国内亦曾译为热释电效应。
具有热电性的晶体称为热电体。
当温度变化ΔT时，P的变化ΔP的分量称pi为热电系数。
经过人工极化的铁电体(见铁电性)都具有热电性，P等于剩余极化强度P r；对于铁电单晶体，可以做到P十分接近等于自发极化强度P s。
热电效应的大小与晶体所受的机械约束有关。
在被钳制不能发生形变的晶体中出现的热电效应为一级效应，或称主效应。
在自由晶体中，除一级效应外还有因热膨胀所诱导的压电效应也会改变表面吸附的电荷量，这是次级热电效应。
晶体的温度、应力或应变不均匀时所引起的附加作用属于三级热电效应，亦称假热电效应。
当晶体的弹性常数、压电系数和膨胀系数的温度变化关系为已知时，可以通过计算分出一级和次级效应对热电系数的贡献。
例如Li2SO4·H2O的总热电系数为86.3×10-6C/(m2·K)；其中一级效应贡献60.2×10-6C/(m2·K),次级效应贡献26.1×10-6C/(m2转·K)。
热电材料的发展与应用热电效应是指当材料处于温度差异作用下，由于电子的布朗运动而产生的电活动。
这种效应被称为热电效应，而能够利用热电效应产生电力的材料被称为热电材料。
热电材料的发展与应用一直是科技领域中的热门话题。
本文将从热电材料的基本原理、发展历程及应用进行论述。
热电材料的基本原理热电效应基本原理可以通过“铂热电偶”来讲解。
铂热电偶由两种不同的金属——铂(Pt)和铑(Rh)组成，其中一端处于高温源，另一端处于低温源，两端间存在温度差。
这样，金属中的氧化物离子扮演了重要角色。
当两端间的温差推动了氧化物离子从低温区域向高温区域扩散时，由于金属中存在的自由电子，氧化物在金属中被还原，释放出免费的电子。
这些免费的电子可以在两个金属之间形成电流。
热电材料的发展历程热电材料的发展始于19世纪初期，试图将热转化成其它形式的能源。
当时，铁和铜中的热电效应被发现。
不过，由于热电转化的效率太低，缺乏实际应用。
到了20世纪50年代，硒化铋(Bi2Se3)和硒化铟(In2Se3)等基础热电材料被发现并得到应用。
这些材料的热电系数和载流子浓度相对较高，使得它们的热电转化效率得到提高。
21世纪初期，灵敏度、稳定性和效率是热电材料在制备过程中需要解决的主要技术难点。
新型的材料研究和优化加工工艺为热电材料的实际应用提供了新的可能性。
如：钙钛矿氧化物PbTe和CsSnI3。
由于p型半导体中电子约束本身对晶体保持稳定，所以热电材料的稳定性非常重要。
近年来，石墨烯、纳米材料和自旋电子学等方面的研究，也为热电材料的性质调控和制备奠定了重要基础。
热电材料的应用由于热电材料可以将热能直接转化成电能，不需要传统发电方式中的机械部分，因此热电材料被广泛应用于一些特定领域。
此外，热电材料也因其环境友好、高效等优点而引起了广泛的关注。
军事领域：军用装备常常需要长时间工作在相对严酷的自然环境中，如红外线感应枪瞄具、无人机等，其热电系统可以极大地减少对外部能源的依赖，提高装备在恶劣环境下的稳定性和可靠性。
热电材料的应用热电材料是指一类能够转换热能与电能相互转换的物质，具有很强的实用价值。
热电材料广泛应用于能源领域、环境保护领域、生命科学领域等众多方面。
本文将从以下几个方面阐述热电材料的应用。
一、能源领域在传统的燃煤、燃油等火力发电中，能量转化效率往往只有40%左右。
热电发电利用Seebeck效应，将热能直接转化为电能，是一种高效的能源转化方式。
因而热电材料在供能领域得到了广泛应用。
国内外已经有很多利用热电材料研发的热电发电机组在应用。
例如利用钙钛矿材料研制的热电发电机组，能够从火车、汽车、重型机械等移动式系统产生的废热中提取电能，实现废热回收，达到了环保节能的目的。
另外，还有使用二硫化钼等化合物材料制成的高效热电材料，能够将辐射热转化为电能，有望应用于太阳能灯、人体热能回收等领域。
二、环境保护领域热电压成像技术是一种新型环境监控技术，利用探头测量物体表面的温度变化，从而探测物体表面的热导率与热容量等信息。
这项技术有望应用于空气污染监测、火山热气体监测等环境监测领域。
目前市面上已经推出了各种类型的热电成像仪，可广泛应用于石油、化工、电力、航空、矿业、环境保护等领域。
三、生命科学领域热电效应不仅在能源转化领域有广泛应用，还在生命科学领域有着独特的应用。
比如，在慢性疼痛治疗中，热电疗法被广泛采用，热电贴、热电毯等产品能通过热电效应降低疼痛感知，起到良好的止痛作用。
热电成像技术也可用于体内癌症的检测，运用热电成像技术可以检测肿瘤部位比周围组织温度高，并据此进行诊断和治疗。
总的来说，热电材料广泛应用于人类生产生活的各个领域。
在未来，随着技术的发展和应用范围的不断拓宽，热电材料的应用前景将会越来越广泛。
1、铋系热电材料概述：进入21 世纪以来，随着全球工业化的发展，人类对能源的需求不断增长，在近百年中，工业的消耗主要以化石类能源为主。
人类正在消耗地球50 万年历史中积累的有限能源资源，常规能源已面临枯竭。
全球已探明的石油储量只能用到2020 年，天然气只能延续到2040 年左右，煤炭资源也只能维持2300 年左右。
且这两种化石燃料，在使用时排放大量的CO2、SO2、NO、NO2等有害物质，严重污染了大气环境、导致温室效应和酸雨。
引起全球气候变化，直接影响人类的身体健康和生活质量，严重污染水土资源。
因此，开发新型环保能源替代材料已越来越受到世界各国的重视。
其中发展新型的、环境友好的可再生能源及能源转换技术引起了世界发达国家的高度重视。
热电半导体是采用热电效应将热能和电能进行直接转换的一种无污染的绿色能源产品。
其中温差发电是利用热电材料的Seebeck效应, 将热能直接转化为电能, 不需要机械运动部件, 也不发生化学反应。
热电制冷是利用Peltier效应, 当电流流过热电材料时, 将热能从低温端排向高温端, 不需要压缩机, 也无需氟利昂等致冷剂。
因而这两类热电设备都无振动, 无噪音, 也无磨损, 无泄漏, 体积小, 重量轻, 安全可靠寿命长, 对环境不产生任何污染, 是十分理想的电源和制冷器。
于是美国能源部、日本宇宙航天局等发达国家的相关部门都将热电技术列入中长期能源开发计划, 我国也将热电列入国家重点基础研究发展计划(973)的大规模发展的新能源计划中。
在21世纪全球环境和能源条件恶化、燃料电池又难以进入实际应用的情况下, 热电技术更成为引人注目的研究发展方向。
热电半导体行业在全球来说作为一个新兴行业,每年以超过1倍的速度增长。
目前, 已经商用的热电行业的原料最主要的是Bi2Te3基热电半导体材料。
商业化的B i2Te3基热电半导体材料以炼铜行业的副产物铋、碲、硒等为原料, 按一定的配比和特殊的掺杂经定向生长得到Bi2Te3 基热电半导体晶棒。
热电制冷材料的研究进展与应用随着全球气温不断上升，人类对于环境友好型制冷系统的需求越来越迫切。
采用Peltier效应制冷技术的热电制冷器具有低噪音、高效率、易于控制等优点，成为目前最受关注的新型制冷技术之一。
因此，热电制冷材料的研究和应用一直是热点和难点之一。
本文将重点介绍热电制冷材料的研究进展和应用。
一、热电制冷材料研究进展1. 单晶热电材料单晶热电材料是应用最广泛的一种热电材料。
它的热电性能主要取决于其离子晶体结构的电子运动能力。
目前，Bi2Te3和PbTe等材料是最主流的单晶热电材料。
Bi2Te3具有较高的热电性能，耐腐蚀性好，但其制备成本高，半导体材料纯度和结晶质量要求高；PbTe具有较高的热电性能，易于生产，但其稳定性差，并且受到国际环保法律法规的限制。
2. 纳米热电材料与传统单晶热电材料相比，纳米热电材料具有更好的热电性能。
其中，纳米粒子尺寸的改变是影响热电性能的关键因素之一。
纳米材料具有更大的比表面积和更多的电子界面，因此可以增加载流子数量和提高电子迁移率，从而提高热电效率。
研究表明，在一定的纳米尺寸范围内，纳米粒子的尺寸越小，其热电性能越优秀。
3. 多功能复合材料多功能复合材料是由多种不同材料复合而成的一种材料。
与单晶热电材料相比，多功能复合材料的热电性能更优秀，应用更广泛。
例如，FeSb2/CuSb2复合材料具有优异的热电性能和机械性能，具有很高的应用潜力。
二、热电制冷材料的应用1. 热电制冷器热电制冷器是一种新型的制冷器，具有小体积、低噪音、高能效等特点。
热电制冷器的工作原理是利用Peltier效应，将热电材料加热一侧冷却一侧，从而实现制冷。
这种制冷器目前广泛应用于车载冷藏、光电子器件、計算機制冷装置和航空航天等领域。
2. 热电发电热电发电是将废热转化为电能的一种新型发电方式。
采用热电发电技术可以将冶金、工业制造、石化等领域产生的大量废热转换成电能，从而提高能源利用率。
目前，热电发电技术已经应用于太阳能光伏、风力发电、空气能热泵等领域。
热电材料的研究现状及展望热电材料的研究现状及展望热电材料是一类具有特殊性质的材料，可以将热能转化为电能，或者将电能转化为热能。
这种材料不仅在能源领域有着广泛的应用，也在环境保护和电子器件等领域起着重要作用。
热电材料的研究与发展一直是科学家们的重要任务之一。
本文将对热电材料的研究现状及其未来的展望进行探讨。
1. 热电材料的定义与原理介绍1.1 什么是热电材料热电材料是指能够实现热电效应的材料，即通过热梯度产生电压差或通过电压差产生热梯度的材料。
热电效应是指材料在温度差异作用下出现的电与热之间的相互转化现象。
1.2 热电效应的原理热电效应源于材料内部的电荷载流子在温度差异作用下发生迁移。
具体来说，在温度梯度作用下，电荷载流子会从高温区域向低温区域迁移，产生电势差；而在电场作用下，电荷载流子会发生迁移，产生热流。
这样，热电材料就可以实现热能到电能或电能到热能的转化。
2. 热电材料的研究现状目前，热电材料的研究主要集中在以下几个方面：2.1 热电材料的性能优化热电材料的性能优化是热电材料研究的重要方向之一。
研究人员通过合理设计材料结构、调节组分比例以及改变材料微观结构等手段，不断提高热电材料的热电性能，包括提高热电转化效率和热电耦合系数等。
2.2 可持续能源利用随着全球对能源的需求不断增长，人们对可持续能源的需求也越来越迫切。
热电材料作为一种可实现热能与电能转换的材料，具有广阔的应用前景。
研究人员正在探索利用热电材料来转化废热、太阳能、生物热等可再生能源为电能的方法，以实现能源的有效利用。
2.3 热电材料的多功能应用热电材料不仅可以用于能源领域，还可以在其他领域发挥重要作用。
在环境保护领域，热电材料可以用于制备具有抗菌、防污染等特性的材料；在电子器件领域，热电材料可以用于制备高效的热电能量转换器件等。
3. 热电材料研究的展望针对热电材料的研究，未来有以下几个发展方向：3.1 纳米材料的应用纳米材料具有较大的比表面积和较短的电子或热子传输路径，因此很适合用来制备高性能的热电材料。
热电材料的结构与性能研究热电材料是指在一定温差下，能够将热能转化成电能或相反转化而成的一类材料。
因此，热电材料具有能量转换效率高、环境友好、易于加工等特点，广泛应用于节能、环保、新能源等领域，成为当今科技界的研究热点之一。
本文将对热电材料的结构与性能进行研究与探讨。
一、热电材料的结构形式根据能带理论，热电材料中的载流子来源于材料的禁带和能带结构，因此材料的结构形式直接影响其热电性能。
热电材料一般可分为晶体、多晶体、非晶体和纳米晶体四种结构形式。
1. 晶体结构晶体结构是热电材料中最常见的结构形式。
晶体结构中，热电材料的原子排列呈周期性的三维数组，正是这种精密的结构保证了热电材料的高电荷迁移率和高热传导率。
2. 多晶体结构多晶体结构由多个单晶组合而成，其热电性能与晶体结构相比相对较低。
这主要是由于晶粒间存在大量的晶界，晶界的存在会导致电子的散射和热传导的阻碍。
3. 非晶体结构非晶体结构由一大堆松散的原子或分子组成的结构，具有高的热电系数和较低的导热系数，因此使得非晶体材料成为热电材料的一个重要类别。
4. 纳米晶体结构纳米晶体材料指尺寸在晶粒大小范围到纳米级别的晶体结构。
这种磷酸锂型热电材料的电子和热子都呈现出著名的大小效应。
随着晶体尺寸的减小，纳米晶体的界面体积比例增加，使得电子和热子的传递变差，提高材料中的电子和热子散射率，并降低了热密度。
二、热电材料的性能评价指标热电材料的性能评价指标主要包括热电系数、电导率和洛伦兹因子等。
1. 热电系数热电系数是指在温度差下材料的电压与温度之间的比值，其单位为微伏/卡拉文。
高的热电系数通常意味着更高的能量转化效率。
2. 电导率电导率是指在电场作用下，单位长度内的电流密度与电场强度之比。
电导率越大，所需电压越小，从而提高了材料的能量转化效率。
3. 洛伦兹因子洛伦兹因子是指电子库仑相互作用和晶格振动引起的导电材料中的纵波声子贡献。
洛伦兹因子越大，说明材料的电子与晶格之间的相互作用更强，提高了材料的能量转化效率。
热电材料的发展现状和趋势热电材料是一类具有热电效应的材料，即能够将热能转化为电能或将电能转化为热能的材料。
热电材料的研究和应用具有重要的科学意义和实际价值，可以广泛应用于能源转化、节能环保和微型电子器件等领域。
本文将从热电材料的发展现状和趋势两个方面进行讨论。
热电材料的发展现状：目前，热电材料的研究可追溯到19世纪，但直到20世纪60年代才逐渐成为一个独立的研究领域。
在过去的几十年里，热电材料的研究取得了一系列重要进展，各种新型的热电材料相继被发现并得到了广泛研究。
在传统的热电材料中，主要包括铋碲化物（Bi2Te3）、铋锑系化合物（BiSb）、硒化铋（Bi2Se3）等。
这些材料具有良好的热电性能，被广泛应用于热电发电和制冷设备中。
同时，对这些材料的结构和性能进行改性也成为研究的热点。
例如，通过合金化和杂质掺杂等方法，可以调控材料的电子结构和散射机制，从而提高材料的热电性能。
除了传统的热电材料，一些新型的热电材料也逐渐成为研究的热点。
例如，近年来，具有石墨烯结构的二维材料被发现具有良好的热电性能。
由于其独特的电子结构和优异的导热性能，石墨烯材料具有巨大的潜力用于热电发电和制冷。
此外，一些过渡金属化合物和氧化物材料也被发现具有优异的热电性能。
这些新型热电材料的利用可以进一步扩展热电技术的应用领域。
热电材料的发展趋势：随着能源和环境问题的日益突出，热电技术被视为解决能源危机和环境保护问题的重要途径之一。
因此，热电材料的研究和开发具有重要的现实意义。
这也使得热电材料的发展呈现出以下几个趋势：1.高效性能：随着科学技术的发展，人们对热电转换效率的要求越来越高。
因此，未来的热电材料需要具有更高的转换效率和更低的导热系数。
为了实现高效性能，研究人员将会在材料的设计、合成和调控方面下大力气，开发出更先进的热电材料。
2.多功能性：热电技术具有广泛的应用前景，如能源转换、环境保护和微型电子器件等。
因此，未来的热电材料需要具备多种功能，并且能够适应不同的工作条件和应用环境。
高效热电陶瓷材料的微观结构与热电性能关系研究热电材料是一类具备独特电子输运特性和热传导特性的功能材料，其可以将热能转化为电能，或者反之将电能转化为热能。
在当前能源短缺和环境污染的背景下，热电材料在能源转换和节能减排领域具有重要应用价值。
高效热电陶瓷材料因其稳定性、可持续性和环境友好性等优势，被广泛用于能量转换领域的多个方面，如无线传感器、嵌入式系统的能量供应和废热回收等。
然而，热电陶瓷材料的发展仍面临一些挑战，其中最关键的是提高其热电性能。
为了实现高效热电转换，需要深入了解材料的微观结构与热电性能之间的关系。
微观结构包括晶体结构、晶界、缺陷、晶粒尺寸等。
这些微观结构的变化对材料的热传导和电子输运性能有着直接影响，因此研究微观结构与热电性能之间的关系对于优化材料热电性能具有重要意义。
首先，晶体结构是影响热电性能的重要因素之一。
晶体结构参数如晶格常数、晶体形态、晶体密度等直接影响了材料的热传导和电子输运性能。
晶体结构的稳定性和有序性对于提高热电性能至关重要。
一种常用的方法是通过控制材料的合成工艺和调控材料的组成来优化晶体结构，从而提高材料的热电性能。
其次，晶界是影响热电性能的另一个关键因素。
晶界是晶体内部不同晶粒之间的边界区域，具有特殊的物理和化学性质。
晶界的存在对材料的热电性能产生显著影响。
晶界可以影响材料的热传导路径和电子输运路径，从而改变材料的热电性能。
因此，研究晶界特性和控制晶界的形成对于提高材料的热电性能具有重要意义。
此外，缺陷也是影响热电性能的重要因素之一。
缺陷的存在导致了材料内部的非晶化和扩散等现象，进而影响材料的热传导和电子输运性能。
缺陷可以通过控制材料的合成条件、添加适量的掺杂元素等方法进行调控，从而改善材料的热电性能。
最后，晶粒尺寸对材料的热电性能也有影响。
晶粒尺寸的增大使晶粒之间的相对晶界面积增加，进而导致热传导的增加和电子输运的降低，从而提高材料的热电性能。
因此，通过控制材料的合成方法和工艺参数，合理调控材料的晶粒尺寸，可以有效地改善材料的热电性能。
热电材料的热电性质与应用随着能源危机的愈演愈烈，开发高效利用能源的新技术成为各国关注的重点。
其中热电材料的热电性质和应用成为研究热电材料的热点问题。
热电材料是指能够把热能转换成电能或将电能转换成热能的材料。
根据“热”和“电”之间的转换，热电材料又分为热电发电材料和热电制冷材料。
热电材料的热电性质对热电发电和制冷有很重要的影响，其应用在节能和环保中有着广阔的前景。
本文将对热电材料的热电性质和应用做一些简单的探讨。
一、热电材料的热电性质热电材料的热电性质是指电导率、热导率和热电效应三种物理量之间的关系。
其中电导率和热导率是指物质在电场和热场作用下的传导性质，热电效应则是指物质在温度梯度作用下的电势差效应。
热电材料的稳定性和性能参数对其热电效应有着重要的影响。
对于热电发电材料，其热电系数是评价其性能的重要指标之一。
它是指在温度梯度下，材料内部产生的电场强度与温度梯度之间的比值。
热电系数σ越大，表示热电转换效率越高。
然而，在热电性能的探究研究中，热电系数不是唯一的重要参数。
电导率、热导率、Seebeck系数、缺陷状态、电子和热的散射等因素都互相影响，并共同决定了热电材料的性能。
二、热电材料的应用热电材料有着广泛的应用前景，它们可以应用于热电发电、热电制冷、温度传感器、智能材料等领域。
其中热电发电应用是最为广泛的一类应用，热电发电可以把废热、太阳能或核能转化成电能，它可以应用于汽车、飞机、火箭等传统领域和电力、热水等民用领域。
目前，热电发电技术已经得到了迅速的发展，已经有多种热电发电技术投入应用。
例如基于锗单晶材料的无门槛式热电发电技术、基于硫化铜锌纳米材料的热电发电机能量收集系统等。
这些技术的发展也为环保和绿色能源开发做出了巨大的贡献。
另外，热电制冷技术是一种利用热电材料在温度梯度下工作，通过热电效应实现对低温的制冷。
它具有环境友好、节能低碳等特点，广泛应用于近红外探测器、半导体激光器、生物医学领域等。
热电材料作为环境友好的能源转化材料，已显示出了引人瞩目的应用前景，但是热电器件走向实际应用的最大问题在于它的转换效率。
从热力学的基本定理来说,热电优值没有上限。
即使是应用固体理论模型和较为实际的数据计算得到的优值上限为ZT=4，仍远远大于目前己获得的最大ZT值。
通过寻求新类型或新结构的热电材料，优化制备工艺等，将有可能使材料优值得到明显提高。
从目前的研究现状来看，未来热电材料的研究方向趋于以下几个方面:2.纳米复合热电材料的研究1.低维热电材料的研究降低材料维度，使用二维量子阱，一维量子线超晶格可以有效提高费米能级附近的态密度，增加载流子有效质量，提高Seebeek系数，同时材料中大量晶界对声子的散射使热导率大幅降低，两方面的共同作用使材料ZT值大幅提高。
即在三维块体材料中引入或原位生成纳米结构，或者将低维材料体系聚合成微纳复合材料，纳米结构的引入一方面可以大幅降低热导率，另一方面，可以通过量子限制效应大幅提高费米能级附近的电子态密度，提高Seebeck系数。
电子跃迁示意图导电聚合物的热电优值(ZT)优化只是处于起步阶段，还需要关于形态，化学和电子结构对三个主要的热电参数的影响进行了系统的了解。
因为热电特性都彼此相关，以及导电聚合物众所周知的形态复杂性及其物理性质的各向异性，这一问题变得困难起来。
就在过去几十年的导体和半导体聚合物研究的基础上，为聚合物基有机热电材料的发展奠定了坚实的基础。
这一新兴研究领域的一个主要挑战是理解在导电聚合物各种塞贝克效应的来源以获得高的能量因子。
此外，材料的热电性能表征也应得到发展。
今天，从废物和太阳热能中大面积地进行热电能量收集看起来不起眼，但正在投入一些重要的努力，使起成为可能变得不再那么遥远。
随着能源与环境问题的日益突出，矿物能源来源枯竭和污染环境的挑战，太阳能的热利用越来越受到人们的重视。
太阳能作为一种绿色可再生能源，具有储量大、利用经济、清洁环保等优点，温差发电技术是利用塞贝克效应效应，直接将热能转化为电能的发电技术，具有无运动部件，体积小，质量轻，可靠性高等特点，是绿色环保的发电方式。
将温差发电技术和太阳能集热技术结合起来，能够直接将太阳热能转化为电能，大大简化了发电系统的结构，具有广阔的应用前景。
随着我国国民经济的迅速发展，能源的日益紧张以及环境污染的日趋严重。
热电材料作为一种环保型能力转换材料备受人们的关注、重视，热电材料巨大的军用、民用市场需求和现代科学技术的飞速发展，必将带动相关产业的发展，形成一个具有广阔发展空间的绿色节能和环保高技术产业，产生巨大的社会和经济效益。
最初，热电材料主要在太空探索等一些特殊领域被应用。
20世纪60~70年代，美国、俄罗斯等国家就研究和开发了铅-碲系中温热电偶臂以及硅-锗系高温热电偶臂，并将其用作太空飞行器，微波无人中继站和地震仪等的特殊电源。
1962年，美国首次将热电发电机应用于卫星上，开创了研制长效远距离，无人维护的热电发电站的新纪元。
此后，美国相继在其阿波罗月舱，先锋者、海盗、旅行者、伽利略和尤利西斯号宇宙飞船上使用以各种放射性同位素为热源的温差发电装置，取得了很好的效果。
随着能源供应的日益紧张，利用低品位能源和废热进行发电对解决环境和能源问题的重要性日益显现。
美国能源部，日本宇宙航天局等发达国家的相关部门都将热电技术列入中长期能源开发计划。
早在20世纪80年代初，美国就完成了500~1000W军用温差发电机的研制。
而后，日本开发出利用太阳能发电的光电-热电复合发电系统。
而且建立了利用垃圾焚热余热发电的500W级示范系统。
近年来，美国、德国、日本已开发了利用汽车尾气发电的小型温差发电机，我国科技部也将热电转换研究列入国家重点基础研究发展计划。
热电发电在国内的应用还处于研发和起步阶段，而基础理论研究取得了较大进展，如何制造出高性能的热电发电器件，提高热电转化率是国内亟待解决的问题。
导电高聚物优异的物理化学性能使其在能源(太阳能电池，二次电池)、光电子器件、电磁屏蔽、隐身技术、传感器、金属防腐、分子器件和生命科学等技术领域都有广泛的应用前景。
热电材料是一类能够实现热能和电能之间直接转换的特殊功能材料，可用于温控、温差发电、汽车尾气和工业余热的回收利用以及通电制冷等许多领域。
由于采用热电材料的制冷和发电系统具有体积小、重量轻，无任何机械转动部分，工作中无噪音，不造成环境污染，使用寿命长，易于控制等优点，被认为是将来非常有竞争力的能源替代材料，在未来绿色环保能源工程和制冷技术工程方面有广阔的应用前景。
高性能热电材料的研究和开发是高效率热电转换器件的研制及其应用、商业化的前提和基础。
与无机热电材料相比，已报道的聚合物热电材料的热电性能一般，且热稳定性相对较差，因此聚合物热电材料发展相对缓慢。
但由于导电聚合物材料具有资源丰富，价格低廉，易合成，易加工，且热导率低等突出优点，被认为是最有前途的热电材料之一。
近年来导电聚合物材料像聚苯胺、聚苯炔、聚吡咯、聚噻吩等的热电性能逐渐引起人们的关注。
本文对近年来聚合物热电材料的研究进展进行介绍，分析其存在的问题,并提出了提高聚合物热电材料性能的初步策略。
随着半导体材料的开发和应用，研究人员发现了Seebeck系数大于100μK/V的半导体材料，热电材料的研究又进入了一个新的高潮,例如电子晶体-声子玻璃热电材料，纳米超晶格热电材料，功能梯度热电材料，氧化物型热电材料等。
其中，电子晶体声子玻璃是指材料导电性能方面象晶体，导热性能方面象玻璃。
较为典型的材料是方钴矿，方钴矿材料电输运性能很好。
近来有机热电材料的研究逐渐受到人们的重视，但是对聚(3-烷基噻吩)及其衍生物的热电性能文献报道相对较少。
对比其他有机热电材料，晶格热导率的降低源于两个方面，一是填充原子占据空位后形成的质量起伏引发的声子点缺陷散射；二是填充原子不同的振动频率引发的共振散射。
今后的研究重点将集中在低维、多层热电材料以及有机、无机纳米复合热电材料的制备与表征方面。
随着理论的深入和科技手段的提高，聚噻吩及其衍生物作为热电材料展示出光明的应用前景，必将创造出巨大的经济和环境效益。
经过30多年的研究发展，导电高分子己成为材料领域中的一个重要的方面，其优点主要有：(l)具有独特的物理、化学性能，通过化学或电化学掺杂，可以使电导率可以在绝缘体一半导体一金属态范围内变化，是所有物质中形态变化跨度最大的一类。
(2)完全可逆的掺杂/脱掺杂过程。
(3)结构和性能的可控性。
(4)既具有金属和无机半导体的电学和光学特性，又具有聚合物柔韧的机械加工性能和高聚物结构多样化，重量轻等特点。
导电高聚物这些独特的性质，使其在太阳能电池、光电子器件、发光二极管、电致发光器件、生物传感器、电磁屏蔽、隐身技术、金属防腐蚀以及生命科学等领域具有广阔的应用前景。
降低热导率导电聚合物的热导率在10-3数量级，比无机半导体热电材料低1~2个数量级，并且不随电导率而发生变化，这对于提高材料的热电性能是十分有利的。
研究热点是如何降低其热导率，纳米超晶格热电材料存在许多界面，结构具有周期性，这些特性有助于增加费米能级附近的状态密度，使Seebeck系数增大，有助于增加声子散射，同时又并不显着地增加表面的电子散射，由此在降低热导率的同时并不降低电导率。
填充Skutterudite化合物填充式方钻矿(Skutterudite)化合物因表现出“电子晶体-声子玻璃”(PGEC)的热电型结构的材料，是传输特性而引起人们的极大关注。
Skutterudite化合物是指具有CoAs3一种很有潜力且被广泛研究的热电材料,结构通式可表示为AB，其中A为Rh、Co、Ir等金3属元素，B 为Sb 、As 、P 等非金属元素，其具有复杂的立方晶体结构。
每个单胞中存在两个大的空隙，一些大质量的金属原子可以填充到空隙中，形成填充方钴矿结构，填充原子在空隙中振动，对声子产生很大的散射，大幅度降低晶格热导率，填充原子越小，质量越大，它们产生的散射效应就越大越无序，晶格热导率的降低就越明显。
Half-Heusler 金属间化合物Half-Heusler 金属间化合物的通式为XYZ ，其中X 和Y 是过渡金属元素，Z 为主族元素，通过外部原子取代以及掺杂可改善其热电性能。
此类材料的一个显着缺陷是热导率偏高，一般采用置换或多元合金化的方法来降低其热导率。
金属氧化物金属氧化物具有高的热稳定性和化学稳定性，可以在高温以及氧气氛中使用，并且大多数氧化物都无毒、无污染、环境友好，是一种具有广阔应用前景的环境友好型热电材料。
金属氧化物热电材料的不足之处在于电导率偏低，如果能改善其电导率，将会大幅度提升热电性能。
近年来，高性能的热电材料的研发已成为人们研究的热点，并制备出大量的新型无机热电材料，如填充的Skutterudite 、Half-Heusler 合金、新型氧化物热电材料等，这些材料都展示出较好的导电性和高的Seebeck 系数。
但遗憾的是这些材料或者需要进一步的提高热电性能，或者制备比较困难，因此目前商业化最好的热电材料仍为传统的热电材料Bi 2Te 3。
另外，无机热电材料通常还存在资源有限、成本高、加工困难、有毒、难于分离和回收等缺点,都阻碍了其产业化发展。
目前，研究较多的具有实际应用价值的热电材料均为无机半导体材料，而聚合物具有质轻，制备简单，结构可设计等许多传统无机材料不具备的优点，能够满足许多特殊场合的应用需求，如果能成为具有实际应用价值的热电材料，将是材料研究领域的一次重大突破。
在众多聚合物材料中，导电聚合物由于电导率可以在绝缘体——半导体——金属态较宽的范围里变化，一直是材料科学的研究热点。
材料的纳米结构复合化纳米结构复合化就是在材料中掺入纳米尺寸的杂质相把氧化物热电材料和纳米杂质复合就能制备具有纳米结构的复合氧化物热电材料其显着提高材料热电性能的原因在于!利用声子的散射效应就可以降低材料的声子热导! 同时利用弥散在基体中纳米颗粒的渗流效应与特殊界面效应就能提高材料的电导率" 纳米复合引入的杂质相为大于载流子自由程且小于声子自由程的纳米尺寸" 当声子在晶格内运动时!随着被散射几率增加!声子热导率也随之降低!同时!材料的热导率和电导率也会处在一个最佳组合" 通过电弧放电法!在+,热电材料中加入",-纳米颗粒$./012’01%后!材料的热导率有大幅度的降低!与",-!的体积分数关系不大!加入的",-!纳米颗粒越多!"##$#%&系数越大!电阻率也越大!从而使材料的热电性能有很大提高"氧化石墨增强高分子材料热电性能的初步研究分别以尼龙6和聚吡咯为基体，氧化石墨为填料，通过原位聚合反应制备了尼龙6-氧化石墨及聚吡咯-氧化石墨复合材料。
