掺杂PbTe基热电材料的粉末冶金法制备及其性能研究

中温热电材料
中温热电材料是一类可以实现电能和热能之间直接转换的材料。

这种转换技术设备简单，服役稳定，可以有效地利用环境中的热量进行发电，具有实现废热利用的巨大优势。

PbTe是一种传统的中温区热电材料，具有优异的热电性能、良好的机械性能和高温稳定性。

然而，n型PbTe的性能较差，这在一定程度上限制了器件的应用。

另外，在中高温区，材料难免会发生热膨胀，而材料中的第二相通常热稳定性不好而且和基体具有较大的热膨胀差异。

因此，在长期服役过程中极易出现裂纹，从而造成性能衰减和损坏。

为了解决这些问题，研究团队首次实现通过掺杂少量的硫元素来提高铅空位的形成能，有效减少材料中的铅空位，实现材料电性能的极大优化。

如需了解更多有关中温热电材料的信息，建议咨询相关研究领域的物理专家或查阅相关的物理学术资料。

Bi2Te3基热电材料的制备及性能调控的研究Bi2Te3是一种重要的热电材料，具有良好的热电性能，因此在热电领域被广泛应用。

本文主要介绍了Bi2Te3基热电材料的制备方法以及性能调控的研究。

首先，Bi2Te3基热电材料的制备方法有多种，常见的有传统的熔炼法、热喷涂法、化学气相沉积法等。

熔炼法是最常用的制备方法之一。

它通过将适量的Bi和Te溶解在一起，然后在高温下熔炼，最后通过冷却形成Bi2Te3晶体。

热喷涂法是一种快速制备大面积Bi2Te3薄膜的方法。

它通过将Bi2Te3的粉末加热到高温，然后通过喷嘴喷射到基底上，形成连续的Bi2Te3薄膜。

化学气相沉积法是一种较新的制备方法，它通过将Bi和Te的有机物在高温下分解，然后使其在基底上重新结晶形成Bi2Te3薄膜。

Bi2Te3基热电材料的性能调控主要包括微结构调控、化学成分调控和外界条件调控三个方面。

微结构调控是通过改变Bi2Te3的晶粒尺寸和形貌来调节其热电性能。

研究表明，当Bi2Te3的晶粒尺寸较小且形貌为片状时，其热电性能更优越。

因此，可以通过调节制备方法中的晶体生长条件来控制晶粒尺寸和形貌。

化学成分调控是通过改变Bi2Te3的化学成分来调节其热电性能。

例如，在Bi2Te3中引入杂质可以调节其导电性和热导率，从而提高其热电效应。

外界条件调控是通过改变Bi2Te3的外界环境来调节其热电性能。

例如，改变Bi2Te3的温度和压力可以改变其电阻率和热导率，进而影响其热电性能。

Bi2Te3基热电材料的性能调控研究主要目的是提高其热电效应，从而提高其热电转换效率。

研究表明，Bi2Te3的热电转换效率与其热导率和电导率之间的比值有关。

因此，提高Bi2Te3的热电效应的方法主要有两个方面：一是降低其热导率，二是提高其电导率。

降低热导率的方法包括减少晶体缺陷、提高晶体质量、增加晶界和介质散射等。

提高电导率的方法包括引入杂质、控制载流子浓度、优化掺杂等。

通过以上方法的综合调控，可以显著提高Bi2Te3的热电效应。

《SnTe-In2Te3体系热电材料的制备与性能研究》篇一一、引言随着能源危机和环境污染问题的日益严重，开发高效、环保、可再生的能源材料成为了当前科研的重要方向。

热电材料作为一种能够将热能直接转化为电能的新型材料，在能源转换领域具有重要的应用价值。

SnTe-In2Te3体系热电材料具有较高的热电性能和稳定的物理化学性质，成为了近年来研究的热点。

本文将介绍SnTe-In2Te3体系热电材料的制备方法、性能研究及其应用前景。

二、文献综述SnTe和In2Te3是两种重要的热电材料，它们具有优异的热电性能和良好的稳定性。

近年来，许多研究者对SnTe-In2Te3体系热电材料的制备、性能和应用进行了研究。

制备方法包括熔融法、机械合金法、溶液法等。

此外，许多研究表明，通过调节材料的组成和微观结构，可以显著提高其热电性能。

因此，深入研究SnTe-In2Te3体系热电材料的制备工艺和性能，对于提高其热电转换效率和拓宽其应用领域具有重要意义。

三、实验方法1. 材料制备本文采用熔融法制备SnTe-In2Te3体系热电材料。

首先，将高纯度的Sn、Te和In2Te3按照一定比例混合，然后在高温下熔融并冷却结晶，得到SnTe-In2Te3体系热电材料。

2. 性能测试采用X射线衍射仪（XRD）对制备得到的材料进行物相分析；利用扫描电子显微镜（SEM）观察材料的微观形貌；采用热电性能测试仪测试材料的热电性能。

四、结果与讨论1. 物相分析通过XRD分析，我们可以得到SnTe-In2Te3体系热电材料的物相组成。

结果表明，随着In2Te3含量的增加，材料的物相逐渐发生变化。

当In2Te3含量达到一定值时，材料形成固溶体结构，有利于提高材料的热电性能。

2. 微观形貌分析通过SEM观察，我们可以看到SnTe-In2Te3体系热电材料的微观形貌。

结果表明，随着In2Te3含量的增加，材料的晶粒尺寸逐渐减小，晶界增多，有利于提高材料的热电性能。

《SnTe-In2Te3体系热电材料的制备与性能研究》篇一一、引言随着科技的发展，热电材料在能源转换和热电转换领域的应用越来越广泛。

SnTe-In2Te3体系热电材料因其优异的热电性能和较低的制造成本，近年来受到了广泛的关注。

本文旨在研究SnTe-In2Te3体系热电材料的制备工艺及其性能，以期为该类材料的实际应用提供理论依据。

二、实验材料与方法1. 材料准备实验所需材料包括高纯度的SnTe、In2Te3以及适量的掺杂剂。

所有材料均经过严格的筛选和预处理，以确保其纯度和活性。

2. 制备方法采用固相反应法制备SnTe-In2Te3体系热电材料。

具体步骤包括混合、研磨、烧结等过程。

在制备过程中，控制好温度、时间、掺杂剂的比例等参数，以获得理想的材料性能。

3. 性能测试对制备得到的SnTe-In2Te3体系热电材料进行性能测试，包括电阻率、热电势、热导率等。

通过分析测试结果，评估材料的热电性能。

三、实验结果与分析1. 制备结果通过固相反应法成功制备了SnTe-In2Te3体系热电材料。

材料的形貌规整，晶粒分布均匀，无明显缺陷。

2. 性能分析（1）电阻率：随着In2Te3含量的增加，材料的电阻率呈现先降低后升高的趋势。

在适当的In2Te3含量下，材料具有较低的电阻率。

（2）热电势：材料的热电势随温度的升高而增大，表明其具有较好的热电性能。

在一定的温度范围内，SnTe-In2Te3体系热电材料表现出较高的塞贝克系数。

（3）热导率：材料的热导率受晶粒尺寸、孔隙率等因素的影响。

通过优化制备工艺，可以降低材料的热导率，提高其热电性能。

四、讨论本实验研究了SnTe-In2Te3体系热电材料的制备工艺及其性能。

通过固相反应法成功制备了形貌规整、晶粒分布均匀的材料。

实验结果表明，适当的In2Te3含量有助于降低材料的电阻率，提高其热电性能。

此外，通过优化制备工艺，可以进一步降低材料的热导率，提高其塞贝克系数，从而提升整体的热电性能。

摘要:采用机械合金化(MA)和放电等离子烧结(SPS)技术制备PbTe合金块体，采用XRD、TG-DTA和SEM对球磨过程中粉末、放电等离子烧结块体的相组成、热稳定性和微观组织进行了测试分析。

结果表明：高能球磨得到的平均晶粒尺寸为15nm~30nm的PbTe粉末，烧结后PbTe合金块体的平均晶粒尺寸为200nm~1.5μm，其致密度达到了99.1%~99.7%。

电阻率和seebeck系数均随球磨时间增加，合金化更加完全，晶粒度越小而升高。

关键词:热电材料PbTe MA-SPS1概述随着能源与环境问题的日益严峻，社会发展对绿色能源以及能源结构多元化需求的迅速增加，工业废热发电技术引起了人们的极大兴趣。

而热电材料制作的热电发电装置与其他发电装置相比，具有无机械运动部件、无噪声、无污染，无磨损、可靠性高、应用温度宽等突出优点。

PbTe是一种主要应用于中温区域（500~800K）温差发电的热电材料，具有高熔点、低蒸汽压、化学稳定性好和高晶体对称性[1]的优点。

PbTe热电发电机，已应用于美国军队的同位素辐射热电发电装置RTG[2]，并在心脏起搏器上提供电源[3]。

通过高能球磨(MA)可降低晶粒尺寸，增强在晶界处的声子散射，同时在材料中形成大量Pb空位缺陷，可使晶格热导率大幅降低。

再通过放电等离子烧结(SPS)实现低温快速烧结，保证了晶粒不会再次长大，得到晶粒细小的多晶热电材料，从而提高热电优值。

且与传统工业采用在抽真空并密封的石英管中熔炼合成多晶热电材料相比，具有不需要高温、缩短合成时间、节省工业成本的优点。

2实验采用Pb(99.99％，粉末)和Te(99.99％，粉末)作为起始原料，按化学式PbTe配比称重。

采用QM-BP行星球磨机，球料质量比为15:1，转速为400r／min，在高纯氩气保护下球磨2～20h。

为了尽量避免粉末的氧化，粉末的称重和加载在充满氩气的手套箱中进行。

球磨后的粉体装入石墨模具，在400℃温度下进行SPS烧结，其它的烧结条件是：氩气气氛，单轴向压力30MPa，升温速率50℃／min，保温5min，最后得到PbTe合金块体材料。

粉末冶金法制备铝基复合材料的研究一、本文概述本文旨在探讨粉末冶金法制备铝基复合材料的工艺过程、性能特点及其应用前景。

铝基复合材料作为一种新型的高性能材料，以其轻质、高强、耐磨、抗腐蚀等特性在航空航天、汽车制造、电子信息等领域具有广泛的应用价值。

粉末冶金法作为一种制备铝基复合材料的常用方法，具有工艺简单、成本低廉、材料利用率高等优点，因此受到了广泛的关注和研究。

本文首先介绍了铝基复合材料的基本概念和分类，概述了粉末冶金法制备铝基复合材料的原理和方法。

接着，详细分析了粉末冶金法制备过程中影响铝基复合材料性能的关键因素，包括粉末的选择、复合剂的添加、成型工艺、烧结工艺等。

在此基础上，本文进一步探讨了粉末冶金法制备铝基复合材料的性能特点，如力学性能、热学性能、电磁性能等，并分析了其在实际应用中的潜力和挑战。

本文总结了粉末冶金法制备铝基复合材料的研究现状和发展趋势，提出了未来研究的重点和方向。

通过本文的研究，旨在为铝基复合材料的制备和应用提供理论支持和实践指导，推动铝基复合材料在更多领域的应用和发展。

二、铝基复合材料的理论基础铝基复合材料作为一种先进的轻质高强材料，其理论基础主要建立在金属学、材料科学、复合材料力学以及粉末冶金学等多个学科的基础上。

铝基复合材料以其低密度、高比强度、良好的导热和导电性、出色的抗腐蚀性以及优异的可加工性而广受关注。

铝基复合材料的性能提升主要得益于增强相的选择与加入。

增强相可以是颗粒状、纤维状或晶须状，其种类和性能直接影响复合材料的力学、热学、电磁等性能。

常见的增强相包括SiC、Al₂O₃、TiC等陶瓷颗粒，以及碳纤维、玻璃纤维等。

这些增强相在铝基体中通过阻碍位错运动、提高基体强度等方式，显著提升了复合材料的综合性能。

铝基复合材料的制备工艺对其性能有着至关重要的影响。

粉末冶金法作为一种重要的制备工艺，通过控制粉末的粒度、形貌、分布以及烧结过程中的温度、压力等参数，可以实现对复合材料微观结构和性能的精确调控。

PbTe(111)薄膜的分子束外延生长及其表面结构特性吴海飞;陈耀;徐珊瑚;鄢永红;斯剑霄;谭永胜【摘要】采用分子束外延(MBE)方法在BaF2(111)衬底上直接外延生长了PbTe薄膜.反射高能电子衍射(RHEED)实时监控的衍射图样揭示了PbTe在BaF2(111)表面由三维生长向二维生长的变化过程.转动对称性的研究结合第一性原理密度泛函理论(DFT)的计算揭示了在富Pb及衬底温度(Lsub)为350℃的生长条件下,得到的PbTe(111)薄膜具有稳定的(2x1)重构表面.PbTe(111)-(2×1)表面覆盖Te膜后,通过300℃的退火处理,重构表面可完全复原,这为大气环境下PbTe薄膜表面结构的保护提供了有效的方法.%PbTe thin films were epitaxially grown on BaF2(111) substrate using molecular beam epitaxy (MBE).In situ characterization by reflection high energy electron diffraction (RHEED) revealed a transition of the growth mode from 3D to 2D.Rotational symmetry studies combined with first principles density functional theory (DFT) calculations revealed that under Pb-rich and 350 ℃ substrate temperature (Tsub) growth conditions,stable (2 x 1) reconstructions appear on the PbTe(111) surface.When the surface of PbTe(111)-(2 x 1) was covered with Te,the stable (2 x 1) reconstructions could be retrieved under 300 ℃ annealing.This provides an effective method for the protection of PbTe film surfaces from the atmospheric environment.【期刊名称】《物理化学学报》【年(卷),期】2017(033)002【总页数】7页(P419-425)【关键词】表面重构;DFT;RHEED;转动对称性;PbTe薄膜【作者】吴海飞;陈耀;徐珊瑚;鄢永红;斯剑霄;谭永胜【作者单位】绍兴文理学院物理系,浙江绍兴312000;绍兴文理学院物理系,浙江绍兴312000;绍兴文理学院物理系,浙江绍兴312000;绍兴文理学院物理系,浙江绍兴312000;浙江师范大学数理与信息工程学院,浙江金华312004;绍兴文理学院物理系,浙江绍兴312000【正文语种】中文【中图分类】O647PbTe为典型的IV-VI族半导体材料，属于 NaCl型面心立方结构，具有窄的直接带隙(常温下约 0.3 eV)、对称的能带结构、低俄歇复合率、高载流子迁移率、高介电常数、低热导率等本征特性，在中红外光电器件及中温区(300－900 K)热电发电等领域有着广泛的应用前景1－3，一直以来均受到研究人员的密切关注。

P型（Bi,Sb）2Te3基材料的制备及其热电性能优化研究P型（Bi,Sb）2Te3基材料的制备及其热电性能优化研究摘要：随着能源危机和环境保护问题的逐渐突出，热电材料作为一种转化废热能为电能的有效途径备受重视。

本文研究了P型（Bi,Sb）2Te3基材料的制备及其热电性能优化方法。

采用熔融冷却法制备纯度高、形貌规整的（Bi,Sb）2Te3粉末，通过热压工艺将粉末转化为块状样品。

制备过程中采用了不同的加工工艺和升温速率来优化样品的品质，通过SEM、XRD等表征手段对制备后的样品进行了形貌和结构的分析。

在优化样品制备工艺的基础上，采用继电桥法测量了样品的电阻率和霍尔系数，计算出样品的电导率、热导率和Seebeck系数等热电性能参数。

研究结果表明，采用恰当的加工工艺和升温速率能够显著提高样品的热电性能，其中，样品在873K时的热电性能最佳，其ZT值达到0.72。

关键词：（Bi,Sb）2Te3；热电材料；制备；热电性能；ZT值。

Introduction：随着能源危机和环境保护问题日益突显，如何高效地利用废热能成为一项重要的研究课题。

热电材料作为一种用于将废热能转换为电能的有效途径，在汽车、船舶、飞机、军用设备和一些高温工业生产过程中具有重要的应用前景。

P型（Bi,Sb）2Te3材料是一种功能材料，具有较高的热电性能，同时易于制备和处理。

因此，研究其制备及其热电性能优化具有重要意义。

Experimental：采用熔融冷却法制备纯度高、形貌规整的（Bi,Sb）2Te3粉末，通过热压工艺将粉末转化为块状样品。

控制样品的加工工艺和升温速率来优化样品的品质，通过SEM、XRD等表征手段对制备后的样品进行了形貌和结构的分析。

在制备出优质样品之后，采用继电桥法测量了样品的电阻率和霍尔系数等参数，并据此计算出样品的电导率、热导率和Seebeck系数等热电性能参数。

最终，通过计算ZT值来评估样品的热电性能。

Results and Discussion：通过样品的形貌和结构分析结果表明，采用恰当的加工工艺和升温速率能够显著提高样品的热电性能。

热电材料的制备工艺及性能研究热电材料是具有将热量转化为电能的特异材料。

在现代科学技术领域中，热电材料的应用越来越广泛。

热电材料主要用于制造热电发电机，制冷器，温差传感器等模块化设备。

热电材料分为与电极连接的p型和n型基体。

p型材料的正空穴浓度小于在n型材料的负载子浓度。

在p型材料中，电极相对于基体是正级别的，反之在n型材料中，电极相对于基体是负级别的。

热电模块是将p-n模块连接在一起组成的。

在该模块中，如果两个 p-n 晶胞的空间温度不同，热能将从高温产所产生的p 型材料中流向低温的n型材料。

当热流通过模块后将会产生电势差，因而它的热能可以转换为电能供给外部使用。

这种基于“塞贝克效应”的物理现象被称之为”热电效应”。

热电材料的制备工艺对材料的性能及应用十分重要。

其中，粉末冶金和溶胶-凝胶法是较为常用的工艺方法。

前者尤为常见，其原理是将不同的金属粉末充填到高温烧结用模具中，然后通过加压成型，再将模具在内部进行硬化，最后形成热电材料。

而后者的原理则是通过溶剂给予热电材料的成分，形成一个稳定的分散体系，随后高温处理成为热电材料。

此方法独特之处在于可以通过变更离子化合物的表面组成，优化成分和留下空置缺陷，这样可改变热电材料的性能。

相比之下，溶胶-凝胶法比粉末冶金法具有更好的控制成分方法。

在这些制备方法中，机械合金化是至关重要的一环。

该方法利用高能震荡来制造热电材料。

震动的激发能将金属颗粒和其他颗粒形成合金化，从而创造新的热电材料。

机械合金化依据材料韧性和板块厚度进行分为多种类型，其中机械合金化(A/B)即为费用最低的一种。

与A/B方法不同，前者需要较高能量的震动。

在这种情况下，各个颗粒之间的物理相互作用变得十分强烈，导致它们吸附到一起形成单一的颗粒元素。

然后，这些元素可以用不同的方法进行分离和处理，例如加热、压缩或压制。

在进行加热处理时，温度分别在200-300°C之间，可以将分离的颗粒元素结合成新的热电材料。

Sn掺杂对p型BiSbTe合金热电性能的影响雷晓波;郭成;袁波;熊守权【摘要】采用高能球磨制粉、直流热压成型的方法制备Sn掺杂Bi0.5Sb1.5Te3合金的块材试样(Bi0.5Sb1.5)1-xSnxTe3(x=0,0.25％,0.5％,1％),对试样的物相、微观结构和热电性能进行分析.X线衍射图谱表明所有样品的物相均为Bi0.5Sb1.5Te3,Sn掺杂后没有出现第二相.扫描电镜图像表明Sn掺杂对晶粒尺寸的影响不大,因而晶格热导率变化不大.通过Sn的掺杂,试样在提高电导率的同时降低了塞贝克系数,这主要是由于Sn掺杂对载流子浓度的影响.试样Bi0.5Sb1.5Te3的量纲一热电优值ZT在324 K达到1.3,在测试温度范围内均大于1,比传统方法制备的BiSbTe合金的ZT平均值提高了40％,这对热电实际应用非常有利.【期刊名称】《西华大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(035)005【总页数】6页(P64-69)【关键词】BiSbTe合金;Sn掺杂;热电材料;晶格热导率;热电优值【作者】雷晓波;郭成;袁波;熊守权【作者单位】西华大学先进材料及能源研究中心,四川成都610039;成都工业职业技术学校,四川成都610218;西华大学先进材料及能源研究中心,四川成都610039;西华大学先进材料及能源研究中心,四川成都610039【正文语种】中文【中图分类】TB34热电材料是一种能够在热能和电能间直接转换的功能材料[1-3]，可用于工业生产中大量低密度废热的回收发电[4-5]，具有广泛的应用前景。

热电材料的性能主要由量纲一热电优值ZT来表征，ZT=S2σT/κ，其中T表示热力学温度，S、σ和κ分别表示材料的塞贝克系数、电导率和热导率，而热导率主要由晶格热导率κL和电子热导率κe组成。

可见，ZT值高的热电材料需要同时具备较高的功率因子(S2σ)和较低的热导率[6]。

合金化和材料纳米结构化是目前提高材料热电性能的2种主要途径。

热电材料的研究与制备热电材料是一种具有特殊热电效应的材料，是电力变换技术和无源温度控制的核心材料之一。

热电材料的应用领域广泛，可以用于发电、冷却等方面。

近年来，国内外对热电材料的研究与制备取得了一定的进展，以下做一些探讨。

一、热电材料的基本原理与研究现状热电材料主要依靠某些物质在热电场下具有不同的电导率和热导率的特点，实现把热能转化为电能或将电能转化为热能。

这种材料的获取和使用，是热电技术一大难点。

热电材料的研究和制备始于20世纪50年代。

发展至今，该领域的研究重点包括材料的选择、结构设计、性能测试等方面。

目前，已有许多热电材料被广泛应用于实际生产中。

常见的热电材料有bismuth telluride（Bi2Te3）、lead telluride（PbTe）和half-Heusler alloys等。

二、制备方法热电材料的制备方法种类繁多，不同的方法制备出来的热电材料特性也不同。

以下介绍几种主要的制备方法。

1. 电解法电解法是制备热电材料的一种常用方法。

在电解槽中加入金属离子及有机添加剂等，通过外加电场反应来得到高质量的热电材料。

这种方法相对简单，制备过程中成本较低。

但需要掌握一定的化学知识和技能，否则难以得到理想的材料。

2. 真空法真空法是一种高温无氧热解的制备方法。

将原料放置在真空环境中，加热至一定温度，使其分解并重新结晶为新材料。

该方法用于制备一些高纯度热电材料，如Bi2Te3等。

但是制备过程中的制备工艺和环境控制要求较高，成本较高。

3. 合金法合金法指将不同金属/合金混合在一起，以改变热电材料的性能。

该方法制备的材料通常具有更强的热电效应和更高的成本效益比。

三、热电材料的研究现状与展望当今，虽然热电材料的研究已经有了一定的进展，但仍存在一些挑战，如长期的制备周期，热电材料的制备方法和性能的大量缺陷等。

为了进一步提高热电材料的性能和减少制备的成本，需要进一步加强研究。

目前已有很多对热电材料进行改进和设计的方法和技术，如元素掺杂、界面控制、制备方式改进等。

热电材料性能优化方法综述研究岳阳阳【摘要】最近几十年热电材料引起了世界各国的研究者的研究兴趣,基于\"声子-玻璃电子-晶体\",多尺度声子散射,共振态,非谐性等这些概念,确定了一些具有不同特征的新热电材料.有部分学者基于这些概念,对传统热电材料进行了性能优化研究.但是,优化后的大多数热电材料的zT值仍然低于2.0,一般在1.0左右,所以我们还需要继续协同优化材料输运性能,解耦这些参数之间的相互联系,进一步提高材料的热电优值.本文详细介绍了一些提高zT值的常用的方法,然后分别从热电材料的电导率,塞贝克系数和热导率等参数出发,具体的阐述了各个参数对热电性能的影响机制,给出一些热电体系中的解耦策略,可以作为参考.总之,要提高热电性能还还需要面对很多挑战,希望会能提升材料的热电性能,从而使热电材料得到大规模的应用.【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2019(000)005【总页数】2页(P11-12)【关键词】热电材料;性能;优化【作者】岳阳阳【作者单位】重庆交通大学材料科学与工程学院,重庆 400074【正文语种】中文【中图分类】TB321寻找和开发环境友好型、可再生的新型能源及能源转换技术引起了世界各国的高度重视。

热电转换技术是一种环境友好的新型能源转换技术，主要利用热电材料的Seebeck效应、Peltier效应和Thomson效应实现热能和电能的之间转换的技术。

作为一种新洁净能源转换技术，在太阳热以及工业废热、汽车尾气废热等分散性热源的热电发电回收利用和热电致冷等领域具有广阔的应用前景，其研究和发展受到国际上的广泛关注[1]。

一般情况下，我们用无量纲热电优值zT来表达热电材料的热电性能，研究表明热电材料组成的器件的转换效率与材料的ZT值有关，材料的ZT值越高热电性能越好。

据报道，高zT性能一般存在于现有热电材料的性能优化后或一些新材料中。

zT具有一定的温度依赖性，可以分为N型和P型块体热电材料我们可以观察到大约有十多个体系的热电材料zT超过了1。

Sb2Te3基热电材料简介学院：理学院专业：光信息科学与技术姓名：李特学号： 0836005前言材料的热电效应(又称温差电效应)，是电能与热能之间的相互耦合转换，从发现热电现象至今己有近200年的历史，然而真正将这一现象发展为有实用意义的能量转换技术与装置则是在20世纪50年代。

热电材料(又称温差电材料)是将热能和电能进行转换的功能材料，在热电发电和制冷、恒温控制与温度测量等领域都有极为广阔的应用前景。

利用热电材料制成热电器件能够实现“热．电”的直接转换。

热电器件具有很多独特的优点，如结构紧凑、没有运动部件、工作无噪声、无污染、安全不失效等，在少数尖端科技领域己经获得了成功的应用。

近年来，随着计算机技术、航天技术、微电子技术、超导技术的发展，能源与环境危机的加剧，迫切需要小型、静态且能固定安装的寿命长的制冷装置和温差发电装置。

与此同时，热电理论的发展和对热电材料实际应用研究的不断深入，热电学研究显示出了更为广泛的应用前景和发展潜力。

热电转换技术是利用半导体材料的Seebeck效应将热能转换成电能的一种新的能源转换和发电技术。

因此，热电转换技术作为一种新型的、环境友好型能源转换技术，由于其可望广泛应用于大量而分散存在的低密度热能(如太阳热、垃圾燃烧余热、工厂排热、以及汽车尾气排热等)的热电发电，而引起世界各国特别是发达国家的高度重视。

一、热电学的基本理论热电效应是由温差引起的电效应和电流引起的可逆热效应的总称。

包括Seekbeck效应、Peltier效应和Thomson效应。

1823年，Thomas Seebeck首次发现了金属的热电效应，也称作Seebeck效应，从而开始了人类对热电材料的研究和应用。

1.1 Seebeck效应早在1821年，德国科学家Seebeck发现在锑和铜两种材料组成的回路中，当两个接点处于不同温度时，回路中便有电流流过。

产生这种电流的电动势称为温差电动势，这种现象称为赛贝克效应(Seebeckeffect)，简单的讲就是通过材料的Seebeck效应将热能直接转变为电能。