半導(dǎo)體熱電材料

半導(dǎo)體熱電材料

    半導(dǎo)體熱電材料（英文名：semiconductor thermoelectric material）指具有較大熱電效應(yīng)的半導(dǎo)體材料，亦稱溫差電材料。它能直接把熱能轉(zhuǎn)換成電能，或直接由電能產(chǎn)生致冷作用。

    1821年，德國塞貝克（see—beck）在金屬中發(fā)現(xiàn)溫差電效應(yīng)，僅在測量溫度的溫差電偶方面得到了應(yīng)用。半導(dǎo)體出現(xiàn)后，發(fā)現(xiàn)它能得到比金屬大得多的溫差電動勢，熱能與電能轉(zhuǎn)換有較高的效率，因此，在溫差發(fā)電、溫差致冷方面得到了發(fā)展。

應(yīng)用領(lǐng)域：

    半導(dǎo)體溫差發(fā)電材料用于制備溫差發(fā)電機，已應(yīng)用于海岸掛燈、浮標燈、邊防通訊用電源、石油管道中無人中繼站電源和野戰(zhàn)攜帶電源以及海底探查、宇宙飛船和各類人造衛(wèi)星用電源。

    半導(dǎo)體溫差致冷材料，用于制造各種類型的半導(dǎo)體溫差致冷器，如各種小型冷凍器、恒溫器、露點溫度計、電子裝置的冷卻，以及在醫(yī)學(xué)、核物理、真空技術(shù)等方面都有應(yīng)用。

發(fā)展趨勢：

（1）尋求為滿足不同用途和佳優(yōu)值系數(shù)的半導(dǎo)體材料。

（2）對材料的研究愈來愈深入，如將p型Sb2Te3加入Bi2Se3中，組成四元合金，獲得較好的Z值。

（3）發(fā)展材料制備工藝，以獲得優(yōu)質(zhì)的組織結(jié)。例如，Bi2Te3及以其為基的固溶體在晶體結(jié)構(gòu)上是輝碲鉍礦型結(jié)構(gòu)，有強烈的方向性，平行于解理面的電導(dǎo)率σ是垂直于解理面的4～10倍，熱導(dǎo)率為3～5倍，溫差電優(yōu)值系數(shù)約為2倍，所以取向晶體致冷元件正是利用晶體的這一特點。

（4）以多種材料，按不同的工作溫度范圍配套，改善優(yōu)值系數(shù)。