Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья посвящена материалам, которые используются или могут быть использованы для практического использования термоэлектрического эффекта. Для определения термоэлектрического эффекта и его физики, см термоэлектрический эффект .
Термоэлектрический эффект
Термоэлектрический силовой модуль Seebeck.jpg
Принципы
Приложения

Термоэлектрические материалы [1] демонстрируют термоэлектрический эффект в сильной или удобной форме.

Термоэлектрический эффект относится к явлениям , с помощью которых либо температуры разница создает электрический потенциал или электрический потенциал создает разность температур. Эти явления известны более конкретно как эффект Зеебека (создание напряжения из разницы температур), эффект Пельтье (движение теплового потока с помощью электрического тока) и эффект Томсона.(обратимый нагрев или охлаждение внутри проводника при наличии как электрического тока, так и температурного градиента). Хотя все материалы обладают ненулевым термоэлектрическим эффектом, в большинстве материалов он слишком мал, чтобы быть полезным. Однако недорогие материалы с достаточно сильным термоэлектрическим эффектом (и другими необходимыми свойствами) также рассматриваются для применений, включая производство электроэнергии и охлаждение . Чаще всего используется термоэлектрический материал на основе теллурида висмута ( Bi
2Te
3).

Термоэлектрические материалы используются в термоэлектрических системах для охлаждения или нагрева в нишевых приложениях и изучаются как способ регенерации электричества из отходящего тепла . [2]

Термоэлектрическая добротность [ править ]

Полезность материала в термоэлектрических системах определяется эффективностью устройства . Они определяются материала электропроводности , теплопроводности , коэффициента Зеебека , которые изменяются с температурой . Максимальная эффективность процесса преобразования энергии (как для выработки энергии, так и для охлаждения) в данной точке материала определяется добротностью термоэлектрических материалов , приведенной по формуле [3]

которая содержит коэффициент Зеебека S , теплопроводность К , электропроводность сг , и температура T .

Эффективность устройства [ править ]

Эффективность термоэлектрического устройства для производства электроэнергии определяется как

Максимальный КПД термоэлектрического устройства обычно описывается в терминах его добротности устройства, где максимальный КПД устройства определяется выражением

где - температура горячего спая, а - температура охлаждаемой поверхности.

Для одной термоэлектрической ветви эффективность устройства может быть рассчитана на основе температурно-зависимых свойств S , κ и σ, а также теплового и электрического тока, протекающего через материал. [3] В реальном термоэлектрическом устройстве используются два материала (обычно один n-типа и один p-тип) с металлическими межсоединениями. Затем рассчитывается максимальный КПД на основе КПД обеих ветвей, а также электрических и тепловых потерь в межсоединениях и окружении.

Без учета этих потерь неточная оценка для дается [4]

где - удельное электрическое сопротивление, а свойства усреднены по температурному диапазону; - средняя температура между горячей и холодной поверхностями, а индексы n и p обозначают свойства, относящиеся к полупроводниковым термоэлектрическим материалам n- и p-типа соответственно. Только когда элементы n и p имеют одинаковые и не зависящие от температуры свойства ( ) .

Поскольку термоэлектрические устройства являются тепловыми двигателями, их эффективность ограничивается КПД Карно , первым фактором , а также определяет максимальную обратимость термодинамического процесса в глобальном и локальном масштабе соответственно. Тем не менее, коэффициент полезного действия современных коммерческих термоэлектрических холодильников составляет от 0,3 до 0,6, что составляет одну шестую от значения традиционных парокомпрессионных холодильников. [5]

Коэффициент мощности [ править ]

Часто коэффициент термоэлектрической мощности указывается для термоэлектрического материала в виде

где S - коэффициент Зеебека , а σ - электропроводность .

Хотя часто утверждается, что устройства TE с материалами с более высоким коэффициентом мощности могут `` генерировать '' больше энергии (перемещать больше тепла или извлекать больше энергии из этой разницы температур), это верно только для термоэлектрических устройств с фиксированной геометрией и неограниченным количеством тепла. источник и охлаждение. Если геометрия устройства оптимально спроектирована для конкретного применения, термоэлектрические материалы будут работать с максимальной эффективностью, которая определяется их отсутствием . [6]

Аспекты выбора материалов [ править ]

Для хорошей эффективности необходимы материалы с высокой электропроводностью, низкой теплопроводностью и высоким коэффициентом Зеебека.

Плотность состояний: металлы против полупроводников [ править ]

Зонная структура из полупроводников предлагает более термоэлектрические эффекты , чем зонная структура металлов.

Энергия Ферми ниже зоны проводимости, поэтому плотность состояний асимметрична относительно энергии Ферми. Следовательно, средняя энергия электронов в зоне проводимости выше, чем энергия Ферми, что делает систему способствующей движению заряда в более низкоэнергетическое состояние. Напротив, в металлах энергия Ферми находится в зоне проводимости. Это делает плотность состояний симметричной относительно энергии Ферми, так что средняя энергия электронов проводимости близка к энергии Ферми, уменьшая силы, проталкивающие перенос заряда. Следовательно, полупроводники - идеальные термоэлектрические материалы. [7]

Проводимость [ править ]

В приведенных выше уравнениях эффективности теплопроводность и электропроводность конкурируют.

Теплопроводность κ состоит в основном из двух компонентов:

κ = κ электрон + κ фонон

Согласно закону Видемана – Франца , чем выше электропроводность, тем выше становится κ электрона . [7] Таким образом, в металлах отношение теплопроводности к электропроводности примерно фиксировано, поскольку преобладает электронная часть. В полупроводниках фононная часть важна, и ею нельзя пренебрегать. Это снижает эффективность. Для хорошей эффективности желательно низкое отношение κ- фонон / κ- электрон .

Следовательно, необходимо минимизировать κ- фононы и поддерживать высокую электропроводность. Таким образом, полупроводники должны быть сильно легированы.

Г. А. Слак [8] предположил, что для оптимизации добротности фононы , отвечающие за теплопроводность, должны воспринимать материал как стекло (испытывая высокую степень рассеяния фононов - снижение теплопроводности ), в то время как электроны должны воспринимать это как кристалла (испытывает очень мало рассеяния , сохраняющее электропроводность ). Добротность можно улучшить за счет независимой регулировки этих свойств.

Фактор качества (подробная теория полупроводников) [ править ]

Максимум материала определяется Фактором качества материала.

где - постоянная Больцмана, - приведенная постоянная Планка, - количество вырожденных впадин для полосы, - средние продольные модули упругости, - инерционная эффективная масса, - коэффициент потенциала деформации, - теплопроводность решетки, - температура . Добротность зависит от концентрации легирования и температуры исследуемого материала. [9] Фактор качества материала: полезен, потому что он позволяет провести собственное сравнение возможной эффективности различных материалов. [10] Это соотношение показывает, что улучшение электронного компонента, который в первую очередь влияет на коэффициент Зеебека, увеличит добротность материала. Большая плотность состояний может быть создана из-за большого количества проводящих зон ( ) или плоских зон, дающих высокую эффективную массу зоны ( ). Для изотропных материалов . Следовательно, для термоэлектрических материалов желательно иметь высокое вырождение долин в очень резкой полосовой структуре. [11] Важны другие сложные особенности электронной структуры. Частично их можно определить количественно с помощью электронной фитнес-функции. [12]

Интересующие материалы [ править ]

Стратегии улучшения термоэлектриков включают как современные объемные материалы, так и использование низкоразмерных систем. Такие подходы к уменьшению теплопроводности решетки относятся к трем основным типам материалов: (1) Сплавы : создают точечные дефекты, вакансии или дребезжащие структуры (частицы тяжелых ионов с большими амплитудами колебаний, содержащиеся в частично заполненных структурных узлах) для рассеивания фононов внутри блока. клеточный кристалл; [13] (2) Сложные кристаллы : отделите фононное стекло от электронного кристалла, используя подходы, аналогичные подходам для сверхпроводников.(область отвечает за перенос электронов должна быть электронный кристалл с высокой подвижностью полупроводника, в то время как фононное стекло должно в идеале дома неупорядоченных структуры и Присадки , не нарушая электронный кристалл, аналогичный резервуар заряда в высоком Т гр сверхпроводников [14] ); (3) Многофазные нанокомпозиты : рассеивают фононы на границах раздела наноструктурированных материалов [15], будь то смешанные композиты или тонкопленочные сверхрешетки .

Рассматриваемые материалы для применения в термоэлектрических устройствах включают:

Халькогениды висмута и их наноструктуры [ править ]

Такие материалы, как Bi2Te3и Би
2Se
3содержат одни из лучших термоэлектриков при комнатной температуре с независимой от температуры добротностью ZT между 0,8 и 1,0. [16] Наноструктурирование этих материалов для создания слоистой сверхрешеточной структуры из чередующегося Bi
2Te
3и Sb
2Te
3слои образуют устройство, внутри которого имеется хорошая электропроводность, но перпендикулярно которому теплопроводность плохая. Результатом является повышенный ZT (примерно 2,4 при комнатной температуре для p-типа). [17] Обратите внимание, что это высокое значение ZT не было подтверждено независимо из-за сложных требований к росту таких сверхрешеток и изготовлению устройств; однако значения ZT для материалов соответствуют характеристикам кулеров, изготовленных из этих материалов и проверенных в лабораториях Intel.

Теллурид висмута и его твердые растворы являются хорошими термоэлектрическими материалами при комнатной температуре и, следовательно, подходят для холодильных приложений около 300 К. Метод Чохральского использовался для выращивания монокристаллических соединений теллурида висмута. Эти соединения обычно получают с направленным отверждением в процессах плавки или порошковой металлургии. Материалы, полученные с помощью этих методов, имеют более низкую эффективность, чем монокристаллические, из-за случайной ориентации кристаллических зерен, но их механические свойства лучше, а чувствительность к структурным дефектам и примесям ниже из-за высокой оптимальной концентрации носителей.

Необходимая концентрация носителей достигается выбором нестехиометрического состава, что достигается введением в первичный расплав избыточных атомов висмута или теллура или легирующих примесей. Некоторыми возможными легирующими добавками являются галогены и атомы IV и V групп. Из-за малой ширины запрещенной зоны (0,16 эВ) Bi 2 Te 3 частично вырожден, и соответствующий уровень Ферми должен быть близок к минимуму зоны проводимости при комнатной температуре. Размер запрещенной зоны означает, что Bi 2 Te 3 имеет высокую концентрацию собственных носителей. Следовательно, при малых стехиометрических отклонениях нельзя пренебрегать проводимостью неосновных носителей. Использование теллуридных соединений ограничено токсичностью и редкостью теллура. [18]

Теллурид свинца [ править ]

Heremans et al. (2008) показали , что таллий -легированный свинца теллурида сплава (PbTe) достигает ZT 1,5 при 773 К. [19] Позднее, Снайдер и др. (2011) сообщили о ZT ~ 1,4 при 750 K в PbTe, легированном натрием, [20] и ZT ~ 1,8 при 850 K в сплаве PbTe 1 − x Se x, легированном натрием . [21] Группа Снайдера определила, что и таллий, и натрий изменяют электронную структуру кристалла, увеличивая электронную проводимость. Они также утверждают, что селен увеличивает электропроводность и снижает теплопроводность.

В 2012 году другая команда использовала теллурид свинца для преобразования от 15 до 20 процентов отработанного тепла в электричество, достигнув ZT 2,2, что, по их утверждениям, было самым высоким показателем из всех, о которых сообщалось. [22] [23]

Неорганические клатраты [ править ]

Неорганические клатраты имеют общую формулу A x B y C 46-y (тип I) и A x B y C 136-y (тип II), где B и C являются элементами III и IV групп, соответственно, которые образуют каркас, в котором «Гостевые» атомы А ( щелочного или щелочноземельного металла ) заключены в два разных полиэдра, обращенных друг к другу. Различия между типами I и II заключаются в количестве и размере пустот в их элементарных ячейках . Транспортные свойства зависят от свойств каркаса, но настройка возможна путем изменения «гостевых» атомов. [24] [25]

Наиболее прямым подходом к синтезу и оптимизации термоэлектрических свойств полупроводниковых клатратов типа I является легирование замещения, при котором некоторые атомы каркаса заменяются атомами примеси. Кроме того, в синтезе клатратов использовались методы порошковой металлургии и выращивания кристаллов. Структурные и химические свойства клатратов позволяют оптимизировать их транспортные свойства в зависимости от стехиометрии . Структура материалов типа II допускает частичное заполнение многогранников, что позволяет лучше настраивать электрические свойства и, следовательно, лучше контролировать уровень легирования. Частично заполненные варианты могут быть синтезированы как полупроводниковые или даже изолирующие.

Blake et al. предсказали ZT ~ 0,5 при комнатной температуре и ZT ~ 1,7 при 800 K для оптимизированных составов. Кузнецов и др. измерили электрическое сопротивление и коэффициент Зеебека для трех различных клатратов типа I выше комнатной температуры и, оценив высокотемпературную теплопроводность на основе опубликованных низкотемпературных данных, они получили ZT ~ 0,7 при 700 K для Ba 8 Ga 16 Ge 30 и ZT ~ 0,87 при 870 K для Ba 8 Ga 16 Si 30 . [26]

Соединения Mg и элемента группы 14 [ править ]

Соединения Mg 2 B IV (B 14 = Si, Ge, Sn) и их твердые растворы являются хорошими термоэлектрическими материалами, и их значения ZT сравнимы со значениями ZT известных материалов. Соответствующие методы производства основаны на прямом совместном плавлении, но также использовалось механическое легирование. Во время синтеза необходимо учитывать потери магния из-за испарения и разделения компонентов (особенно для Mg 2 Sn). С помощью методов направленной кристаллизации можно получить монокристаллы Mg 2 Si , но они по своей природе имеют проводимость n-типа, и легирование, например, Sn, Ga, Ag или Li, необходимо для получения материала p-типа, необходимого для эффективного термоэлектрического устройства. . [27]Твердые растворы и легированные соединения необходимо подвергать отжигу, чтобы получить однородные образцы с одинаковыми свойствами во всем. Сообщается, что при 800 K Mg 2 Si 0,55 − x Sn 0,4 Ge 0,05 Bi x имеет добротность около 1,4, что является самым высоким показателем для этих соединений. [28]

Скуттерудит термоэлектрик [ править ]

Скуттерудиты имеют химический состав LM 4 X 12 , где L - редкоземельный металл (необязательный компонент), M - переходный металл , а X - металлоид , элемент V группы или пниктоген, такой как фосфор , сурьма или мышьяк . Эти материалы имеют ZT> 1.0 и потенциально могут быть использованы в многоступенчатых термоэлектрических устройствах. [29]

Незаполненные, эти материалы содержат пустоты, которые могут быть заполнены ионами с низкой координацией (обычно редкоземельными элементами ) для уменьшения теплопроводности путем создания источников для рассеяния решеточных фононов без снижения электропроводности . [30] Также возможно уменьшить теплопроводность в скуттерудите без заполнения этих пустот, используя особую архитектуру, содержащую нано- и микропоры. [31]

НАСА разрабатывает многоцелевой радиоизотопный термоэлектрический генератор, в котором термопары будут сделаны из скуттерудита , который может работать при меньшей разнице температур, чем нынешние конструкции из теллура . Это будет означать, что аналогичный РИТЭГ будет генерировать на 25% больше энергии в начале миссии и, по крайней мере, на 50% больше через семнадцать лет. НАСА надеется использовать этот дизайн в следующей миссии New Frontiers . [32]

Оксидные термоэлектрики [ править ]

Гомологические оксидные соединения (например, в форме ( SrTiO
3) n (SrO)
м- фаза Раддлесдена-Поппера ) имеют слоистую сверхрешеточную структуру, что делает их перспективными кандидатами для использования в высокотемпературных термоэлектрических устройствах. [33] Эти материалы демонстрируют низкую теплопроводность перпендикулярно слоям, сохраняя при этом хорошую электронную проводимость внутри слоев. Их значения ZT могут достигать 2,4 для эпитаксиального SrTiO.
3пленки, а повышенная термическая стабильность таких оксидов по сравнению с обычными соединениями висмута с высоким ZT делает их превосходными высокотемпературными термоэлектриками. [34]

Интерес к оксидам как термоэлектрическим материалам возродился в 1997 году, когда сообщалось об относительно высокой термоэлектрической мощности NaCo 2 O 4 . [35] [34] Помимо термической стабильности, оксиды обладают низкой токсичностью и высокой стойкостью к окислению. Одновременное управление электрическими и фононными системами может потребовать наноструктурированных материалов. Слоистый Ca 3 Co 4 O 9 показал значения ZT 1,4–2,7 при 900 К. [34] Если слои в данном материале имеют одинаковую стехиометрию, они будут уложены друг на друга так, что одни и те же атомы не будут располагаться поверх каждого. другой, мешающий фононпроводимость перпендикулярно слоям. [33] В последнее время оксидные термоэлектрики привлекли к себе большое внимание, так что диапазон многообещающих фаз резко увеличился. Новые члены этого семейства включают ZnO, [34] MnO 2 , [36] и NbO 2 . [37] [38]

Сплавы Half-Heusler [ править ]

Сплавы Half-Heusler (HH) имеют большой потенциал для применения в высокотемпературной энергетике. Примеры этих сплавов включают NbFeSb, NbCoSn и VFeSb. Они имеют кубическую структуру типа MgAgAs, образованную тремя взаимопроникающими гранецентрированными кубическими (ГЦК) решетками. Возможность заменить любую из этих трех подрешеток открывает двери для синтеза широкого спектра соединений. Различные замещения атомов используются для уменьшения теплопроводности и увеличения электропроводности. [39]

Раньше пик ZT не мог превышать 0,5 для соединения HH p-типа и 0,8 для соединения HH n-типа. Однако за последние несколько лет исследователям удалось достичь ZT≈1 как для n-типа, так и для p-типа. [39] Наноразмерные зерна - это один из подходов, используемых для снижения теплопроводности за счет рассеяния фононов на границах зерен. [40] Другой подход заключался в использовании принципов нанокомпозитов, согласно которым определенная комбинация металлов была предпочтительнее других из-за разницы в размерах атомов. Например, Hf и Ti более эффективны, чем Hf и Zr, когда снижение теплопроводности вызывает озабоченность, поскольку разница в размерах атомов между первым больше, чем у второго. [41]

Гибкие термоэлектрические материалы [ править ]

Электропроводящие органические материалы

Производство электричества за счет захвата гибкого термоэлектрического устройства PEDOT: PSS с обеих сторон
ПЕДОТ: модель на основе PSS, встроенная в перчатку для выработки электричества за счет тепла тела.

Проводящие полимеры представляют значительный интерес для разработки гибких термоэлектрических материалов. Они гибкие, легкие, геометрически универсальные и могут обрабатываться в больших масштабах, что является важным компонентом для коммерциализации. Однако структурный беспорядок этих материалов часто снижает электрическую проводимость в гораздо большей степени, чем теплопроводность, что пока ограничивает их использование. Некоторые из наиболее распространенных проводящих полимеров, исследованных для гибких термоэлектриков, включают поли (3,4-этилендиокситиофен) (PEDOT), полианилины (PANI), политиофены, полиацетилены, полипиррол и поликарбазол. P-type PEDOT: PSS (полистиролсульфонат) и PEDOT-Tos (тозилат) были одними из самых обнадеживающих исследованных материалов. Органический,устойчивые к воздуху термоэлектрики n-типа часто сложнее синтезировать из-за их низкого сродства к электрону и вероятности реакции с кислородом и водой в воздухе.[42] Эти материалы часто имеют показатель качества, который все еще слишком низок для коммерческого применения (~ 0,42 в PEDOT: PSS ) из-за плохой электропроводности. [43]

Гибридные композиты. Гибридные композитные термоэлектрики включают смешивание ранее обсужденных электропроводящих органических материалов или других композитных материалов с другими проводящими материалами с целью улучшения транспортных свойств. Наиболее часто добавляемые проводящие материалы включают углеродные нанотрубки и графен из-за их проводимости и механических свойств. Было показано, что углеродные нанотрубки могут увеличивать прочность на разрыв полимерного композита, с которым они смешаны. Однако они также могут снизить гибкость. [44] Кроме того, дальнейшие исследования ориентации и выравнивания этих добавленных материалов позволят повысить производительность. [45]Порог перколяции УНТ часто бывает особенно низким, значительно ниже 10%, из-за их высокого соотношения сторон. [46] Низкий порог перколяции желателен как с точки зрения стоимости, так и с точки зрения гибкости.

Гибридные термоэлектрические композиты также относятся к полимерно-неорганическим термоэлектрическим композитам. Обычно это достигается за счет инертной полимерной матрицы, в которой находится термоэлектрический наполнитель. Матрица обычно является непроводящей, чтобы не допускать короткого замыкания, а также позволять термоэлектрическому материалу доминировать над электрическими транспортными свойствами. Одним из основных преимуществ этого метода является то, что полимерная матрица, как правило, будет сильно разупорядоченной и случайной во многих различных масштабах длины, что означает, что композитный материал может иметь гораздо более низкую теплопроводность. Общая процедура синтеза этих материалов включает растворитель для растворения полимера и диспергирование термоэлектрического материала по всей смеси. [47]


Кремний-германий [ править ]

Объемный Si имеет низкое значение ZT ~ 0,01 из-за его высокой теплопроводности. Однако ZT может достигать 0,6 в кремниевых нанопроводах , которые сохраняют высокую электропроводность легированного Si, но снижают теплопроводность из-за повышенного рассеяния фононов на их обширных поверхностях и низкого поперечного сечения. [48]

Объединение Si и Ge также позволяет сохранить высокую электропроводность обоих компонентов и снизить теплопроводность. Уменьшение происходит из-за дополнительного рассеяния из-за очень разных решеточных (фононных) свойств Si и Ge. [49] В результате кремний-германиевые сплавы в настоящее время являются лучшими термоэлектрическими материалами около 1000 ℃ и поэтому используются в некоторых радиоизотопных термоэлектрических генераторах (RTG) (в частности, MHW-RTG и GPHS-RTG ) и некоторых других высокотемпературных применениях. , например, рекуперация отходящего тепла. Применение кремний-германиевых сплавов ограничено их высокой ценой и умеренными значениями ZT (~ 0,7); однако в наноструктурах SiGe ZT может быть увеличено до 1–2 за счет снижения теплопроводности. [50]

Кобальтат натрия [ править ]

Эксперименты на кристаллах кобальтата натрия с использованием экспериментов по рассеянию рентгеновских лучей и нейтронов, проведенные Европейским центром синхротронного излучения (ESRF) и Институтом Лауэ-Ланжевена (ILL) в Гренобле, позволили снизить теплопроводность в шесть раз по сравнению с кобальтат натрия без вакансий. Эксперименты согласуются с соответствующими расчетами функционала плотности . Техника включала большие ангармонические смещения Na
0,8CoO
2содержится внутри кристаллов. [51] [52]

Аморфные материалы [ править ]

В 2002 году Нолас и Голдсмид выдвинули предположение, что системы с длиной свободного пробега фононов, превышающей длину свободного пробега носителей заряда, могут демонстрировать повышенную термоэлектрическую эффективность. [53] Это может быть реализовано в аморфных термоэлектриках, и вскоре они стали предметом многих исследований. Эта новаторская идея была реализована в Cu-Ge-Te, [54] NbO 2 , [55] In-Ga-Zn-O, [56] Zr-Ni-Sn, [57] Si-Au, [58] и Ti-Pb-VO [59]аморфные системы. Следует отметить, что моделирование транспортных свойств является достаточно сложной задачей без нарушения дальнего порядка, поэтому разработка аморфных термоэлектриков находится в зачаточном состоянии. Естественно, что аморфные термоэлектрики вызывают сильное рассеяние фононов, что по-прежнему является проблемой для кристаллических термоэлектриков. Эти материалы ожидают светлое будущее.

Функционально оцененные материалы [ править ]

Функционально классифицированные материалыпозволяют повысить эффективность преобразования существующих термоэлектриков. Эти материалы имеют неоднородное распределение концентрации носителей, а в некоторых случаях также состав твердого раствора. В приложениях для выработки электроэнергии разница температур может составлять несколько сотен градусов, поэтому устройства, изготовленные из однородных материалов, имеют некоторую часть, которая работает при температуре, при которой ZT существенно ниже своего максимального значения. Эту проблему можно решить, используя материалы, транспортные свойства которых изменяются по длине, что позволяет существенно повысить эффективность работы при больших перепадах температур. Это возможно с функционально дифференцированными материалами, поскольку они имеют переменную концентрацию носителей по длине материала, которая оптимизирована для работы в определенном температурном диапазоне.[60]

Наноматериалы и сверхрешетки [ править ]

Помимо наноструктурированного Bi
2Te
3/ Сб
2Te
3сверхрешеточные тонкие пленки, другие наноструктурированные материалы, включая кремниевые нанопроволоки , [48] нанотрубки и квантовые точки, демонстрируют потенциал для улучшения термоэлектрических свойств.

Сверхрешетка квантовых точек PbTe / PbSeTe [ править ]

Другой пример сверхрешетки включает сверхрешетки с квантовыми точками PbTe / PbSeTe, обеспечивающие повышенное ZT (примерно 1,5 при комнатной температуре), которое было выше, чем значение объемного ZT для PbTe или PbSeTe (примерно 0,5). [61]

Стабильность нанокристаллов и теплопроводность [ править ]

Не все нанокристаллические материалы стабильны, поскольку размер кристаллов может увеличиваться при высоких температурах, что ухудшает требуемые характеристики материалов.

Нанокристаллические материалы имеют множество интерфейсов между кристаллами, которые Физика сазером рассеяния фононов так , теплопроводность снижается. Фононы ограничены зерном, если их длина свободного пробега больше размера зерна материала. [48]

Нанокристаллические силициды переходных металлов [ править ]

Нанокристаллические силициды переходных металлов являются многообещающей группой материалов для термоэлектрических применений, поскольку они удовлетворяют нескольким критериям, которые требуются с точки зрения коммерческого применения. В некоторых нанокристаллических силицидах переходных металлов коэффициент мощности выше, чем в соответствующем поликристаллическом материале, но отсутствие надежных данных о теплопроводности не позволяет оценить их термоэлектрическую эффективность. [62]

Наноструктурированные скуттерудиты [ править ]

Скуттерудиты, минерал арсенид кобальта с переменным количеством никеля и железа, могут быть произведены искусственно и являются кандидатами на создание лучших термоэлектрических материалов.

Одним из преимуществ наноструктурированных скуттерудитов перед нормальными скуттерудитами является их пониженная теплопроводность, вызванная рассеянием на границах зерен. Значения ZT ~ 0,65 и> 0,4 ​​были достигнуты с образцами на основе CoSb 3 ; прежние значения были 2,0 для Ni и 0,75 для Te-легированного материала при 680 К и последний для Аи-композита при T> 700 K . [63]

Еще большего повышения производительности можно достичь, используя композиты и контролируя размер зерен, условия уплотнения поликристаллических образцов и концентрацию носителя.

Графен [ править ]

Графен известен своей высокой электропроводностью и коэффициентом Зеебека при комнатной температуре. [64] [65] Однако с термоэлектрической точки зрения его теплопроводность заметно высока, что, в свою очередь, ограничивает его ZT. [66] Было предложено несколько подходов к уменьшению теплопроводности графена без значительного изменения его электропроводности. К ним относятся, помимо прочего, следующее:

  • Легирование изотопов углерода с образованием изотопного гетероперехода как , например, из 12 C и 13 C . Эти изотопы обладают разным рассогласованием частот фононов, что приводит к рассеянию теплоносителей (фононов). Было показано, что этот подход не влияет ни на коэффициент мощности, ни на электрическую проводимость. [67]
  • Было показано, что морщины и трещины в структуре графена способствуют снижению теплопроводности. Приведенные значения теплопроводности подвешенного графена размером 3,8 мкм показывают широкий разброс от 1500 до 5000 Вт / (м · К). Недавнее исследование объяснило это микроструктурными дефектами, присутствующими в графене, такими как морщины и трещины, которые могут снизить теплопроводность на 27%. [68] Эти дефекты помогают рассеивать фононы.
  • Внесение дефектов с помощью таких методов, как обработка кислородной плазмой. Более системный способ введения дефектов в структуру графена - обработка плазмой O 2 . В конечном итоге образец графена будет содержать заданные отверстия, разнесенные и пронумерованные в соответствии с интенсивностью плазмы. Люди смогли улучшить ZT графена с 1 до значения 2,6, когда плотность дефектов увеличилась с 0,04 до 2,5 (это число является показателем плотности дефектов и обычно понимается при сравнении с соответствующим значением необработанного графена, 0,04 в нашем случае). Тем не менее, этот метод также снизит электропроводность, которую можно сохранить неизменной, если оптимизировать параметры плазменной обработки. [64]
  • Функционализация графена кислородом. Термическое поведение оксида графена не исследовалось подробно по сравнению с его аналогом; графен. Однако теоретически с помощью модели Density Functional Theory (DFT) было показано, что добавление кислорода в решетку графена значительно снижает его теплопроводность из-за эффекта рассеяния фононов. Рассеяние фононов является результатом как акустического рассогласования, так и снижения симметрии в структуре графена после легирования кислородом. При таком подходе снижение теплопроводности может легко превысить 50%. [65]

Сверхрешетки и шероховатость [ править ]

Сверхрешетки - наноструктурированные термопары, считаются хорошим кандидатом для изготовления более совершенных термоэлектрических устройств с материалами, которые могут быть использованы при изготовлении этой структуры.

Их производство дорого для общего использования из-за процессов изготовления, основанных на дорогих методах выращивания тонких пленок. Однако, поскольку количество тонкопленочных материалов, необходимых для изготовления устройств со сверхрешетками, намного меньше, чем количество тонкопленочных материалов в объемных термоэлектрических материалах (почти в 1/10 000 раз), долгосрочное экономическое преимущество действительно является благоприятным.

Это особенно верно, учитывая ограниченную доступность теллура, что вызывает рост числа конкурирующих солнечных приложений для термоэлектрических систем связи.

Структуры сверхрешетки также позволяют независимо управлять транспортными параметрами, регулируя саму структуру, позволяя проводить исследования для лучшего понимания термоэлектрических явлений в наномасштабе и изучать структуры, передающие электроны, блокирующие фононы, - объясняя изменения в электрическом поле и проводимости из-за наноструктура материала. [17]

Существует множество стратегий уменьшения теплопроводности сверхрешетки, основанных на разработке фононного транспорта. Теплопроводность вдоль плоскости пленки и оси проволоки может быть уменьшена за счет создания диффузного рассеяния на границе раздела и за счет уменьшения расстояния разделения границ раздела, что вызвано шероховатостью границы раздела.

Шероховатость интерфейса может возникнуть естественным образом или может быть вызвана искусственно. В природе шероховатость возникает из-за смешения атомов посторонних элементов. Искусственная шероховатость может быть создана с использованием различных типов структур, таких как границы раздела квантовых точек и тонкие пленки на подложках со ступенчатым покрытием. [50] [49]

Проблемы в сверхрешетках [ править ]

Сниженная электропроводность :
структуры интерфейса с уменьшенным рассеянием фононов часто также демонстрируют снижение электропроводности.

Теплопроводность в направлении поперечной плоскости решетки, как правило , очень низкая, но в зависимости от типа сверхрешетки, то термоэлектрический коэффициент может увеличиться из - за изменений в зонной структуре.

Низкая теплопроводность в сверхрешетках обычно связана с сильным межфазным рассеянием фононов. Минизоны вызваны отсутствием квантового ограничения внутри колодца. Мини-зонная структура зависит от периода сверхрешетки, так что с очень коротким периодом (~ 1 нм) зонная структура приближается к пределу сплава, а с большим периодом (≥ ~ 60 нм) мини-зоны становятся настолько близкими друг к другу, что могут можно аппроксимировать континуумом. [69]

Контрмеры со сверхрешеточной структурой :
могут быть приняты контрмеры, которые практически устранят проблему пониженной электропроводности на границе пониженного рассеяния фононов. Эти меры включают в себя правильный выбор структуры сверхрешетки, использование минизонной проводимости по сверхрешеткам и избежание квантового ограничения . Было показано, что, поскольку электроны и фононы имеют разные длины волн, можно спроектировать структуру таким образом, чтобы фононы рассеивались на границе раздела более диффузно, чем электроны. [17]

Контрмеры по удержанию фононов :
Другой подход к преодолению уменьшения электропроводности в структурах с уменьшенным рассеиванием фононов состоит в увеличении отражательной способности фононов и, следовательно, уменьшении теплопроводности перпендикулярно границам раздела.

Это может быть достигнуто за счет увеличения несоответствия между материалами в соседних слоях, включая плотность , групповую скорость , удельную теплоемкость и фононный спектр.

Шероховатость интерфейса вызывает диффузное рассеяние фононов, которое либо увеличивает, либо уменьшает коэффициент отражения фононов на границах раздела. Несоответствие между объемными дисперсионными соотношениями ограничивает фононы, и ограничение становится более благоприятным по мере увеличения различия в дисперсии.

Величина ограничения в настоящее время неизвестна, поскольку существуют только некоторые модели и экспериментальные данные. Как и в случае с предыдущим методом, необходимо учитывать влияние на электропроводность. [50] [49]

Предпринимались попытки локализовать длинноволновые фононы апериодическими сверхрешетками или составными сверхрешетками с различной периодичностью. Кроме того, дефекты, особенно дислокации, могут использоваться для уменьшения теплопроводности в низкоразмерных системах. [50] [49]

Паразитное тепло :
паразитная теплопроводность в барьерных слоях может вызвать значительную потерю производительности. Было предложено, но не проверено, что это можно преодолеть, выбрав определенное правильное расстояние между квантовыми ямами.

Коэффициент Зеебека может менять свой знак в нанопроволоках сверхрешетки из-за существования мини-щелей при изменении энергии Ферми. Это указывает на то, что сверхрешетки могут быть адаптированы для демонстрации поведения n- или p-типа, используя те же легирующие добавки, что и те, которые используются для соответствующих объемных материалов, путем тщательного контроля энергии Ферми или концентрации легирующей примеси. С помощью массивов нанопроволок можно использовать переход полуметалл- полупроводник из-за квантового ограничения и использовать материалы, которые обычно не были бы хорошими термоэлектрическими материалами в объемной форме. Такими элементами являются, например, висмут. Эффект Зеебека можно также использовать для определения концентрации носителей и энергии Ферми в нанопроволоках. [70]

В термоэлектриках с квантовыми точками необходимо нестандартное или небеззонное поведение переноса (например, туннелирование или прыжки) для использования их особой электронной зонной структуры в направлении переноса. С помощью сверхрешеток с квантовыми точками можно достичь ZT> 2 при повышенных температурах, но они почти всегда непригодны для массового производства.

Однако в сверхрешетках, где квантовые эффекты не задействованы, с толщиной пленки от нескольких микрометров (мкм) до примерно 15 мкм, материал сверхрешетки Bi 2 Te 3 / Sb 2 Te 3 был превращен в высокоэффективные микроохладители и другие устройств. Характеристики охладителей горячих точек [17] согласуются с данными о ZT ~ 2,4 сверхрешеточных материалов при 300 К. [71]

Нанокомпозиты представляют собой многообещающий класс материалов для объемных термоэлектрических устройств, но необходимо преодолеть несколько проблем, чтобы сделать их пригодными для практического применения. Не совсем понятно, почему улучшенные термоэлектрические свойства проявляются только в определенных материалах с определенными процессами изготовления. [72]

Нанокристаллы SrTe могут быть встроены в массивную матрицу PbTe, так что решетки каменной соли обоих материалов будут полностью выровнены (эндотаксия) с оптимальной молярной концентрацией для SrTe всего 2%. Это может вызвать сильное рассеяние фононов, но не повлияет на перенос заряда. В таком случае ZT ~ 1,7 может быть достигнуто при 815 K для материала p-типа. [73]

Селенид олова [ править ]

В 2014 году исследователи из Северо-Западного университета обнаружили, что селенид олова (SnSe) имеет ZT 2,6 вдоль оси b элементарной ячейки. [74] [75] Это самое высокое значение, о котором сообщалось на сегодняшний день. Такой высокий показатель качества ZT был приписан чрезвычайно низкой теплопроводности, обнаруженной в решетке SnSe. В частности, SnSe продемонстрировал решеточную теплопроводность 0,23 Вт · м -1 · К -1 , что намного ниже, чем ранее сообщаемые значения 0,5 Вт · м -1 · К -1 и выше. [76] Этот материал SnSe также показал ZT2,3 ± 0,3 по оси c и0,8 ± 0,2 по оси а. Эти отличные показатели качества были получены исследователями, работающими при повышенных температурах, в частности 923 К (650 ° C). Как показано на рисунках ниже, показатели производительности SnSe значительно улучшаются при более высоких температурах; это связано с структурным изменением, которое обсуждается ниже. Коэффициент мощности, проводимость и теплопроводность достигают своих оптимальных значений при 750 К или выше и выходят на плато при более высоких температурах. Однако эти отчеты стали противоречивыми, как сообщалось в Nature, потому что другие группы не смогли воспроизвести опубликованные данные по объемной теплопроводности. [77]

Показатели производительности SnSe [76]

Хотя SnSe существует при комнатной температуре в орторомбической структуре с пространственной группой Pnma, было показано, что SnSe претерпевает переход в структуру с более высокой симметрией, пространственную группу Cmcm, при более высоких температурах. [78] Эта структура состоит из плоскостей Sn-Se, которые сложены вверх в направлении a, что объясняет плохие характеристики вне плоскости (вдоль оси a). При переходе к структуре Cmcm SnSe сохраняет свою низкую теплопроводность, но демонстрирует более высокую подвижность носителей, что приводит к его превосходному значению ZT. [76]

Одним из конкретных препятствий для дальнейшего развития SnSe является то, что он имеет относительно низкую концентрацию носителей: приблизительно 10 17  см -3 . Еще больше усугубляет эту проблему тот факт, что SnSe, как сообщается, имеет низкую эффективность легирования. [79]

Однако такие монокристаллические материалы страдают от невозможности создания полезных устройств из-за их хрупкости, а также из-за узкого диапазона температур, где ZT считается высоким. Кроме того, поликристаллические материалы, изготовленные из этих соединений несколькими исследователями, не подтвердили высокое ZT этих материалов.

Методы производства [ править ]

Способы производства этих материалов можно разделить на методы, основанные на выращивании порошков и кристаллов. Методики на основе порошка предлагают отличную возможность контролировать и поддерживать желаемое распределение носителя, размер частиц и состав. [80] В методах выращивания кристаллов легирующие примеси часто смешиваются с расплавом, но также может использоваться диффузия из газовой фазы. [81] В методах зонной плавки диски из разных материалов накладываются друг на друга, а затем материалы смешиваются друг с другом, когда движущийся нагреватель вызывает плавление. В порошковых технологиях либо разные порошки смешиваются в разном соотношении перед плавлением, либо они лежат в разных слоях в стопке перед прессованием и плавлением.

Есть приложения, такие как охлаждение электронных схем, где требуются тонкие пленки. Следовательно, термоэлектрические материалы также можно синтезировать с использованием методов физического осаждения из паровой фазы . Еще одна причина для использования этих методов состоит в том, чтобы спроектировать эти фазы и предоставить рекомендации для массовых приложений.

3D-печать [ править ]

Значительное улучшение навыков 3D-печати делает возможным изготовление термоэлектрических материалов с помощью технологий 3D-печати. Термоэлектрические изделия изготавливаются из специальных материалов, поглощающих тепло и производящих электричество. Требование иметь сложную геометрию, которая вписывается в жестко ограниченное пространство, делает 3D-печать идеальной технологией производства. [82]Использование аддитивного производства в производстве термоэлектрических материалов дает несколько преимуществ. Аддитивное производство позволяет вводить новшества в конструкцию этих материалов, облегчая сложные геометрические формы, которые в противном случае были бы невозможны с помощью обычных производственных процессов. Это сокращает количество потерянного материала во время производства и позволяет сократить время производственного цикла, устраняя необходимость в инструментах и ​​изготовлении прототипов, что может быть трудоемким и дорогостоящим. [83]

Существует несколько основных технологий аддитивного производства, которые стали возможными методами производства термоэлектрических материалов, включая непрерывную струйную печать, диспенсерную печать, трафаретную печать, стереолитографию и избирательное лазерное спекание . У каждого метода есть свои проблемы и ограничения, особенно связанные с классом материала и формой, которую можно использовать. Например, селективное лазерное спекание (SLS) может использоваться с металлическими и керамическими порошками, стереолитография (SLA) должна использоваться с отверждаемыми смолами, содержащими дисперсии твердых частиц выбранного термоэлектрического материала, а для струйной печати должны использоваться чернила, которые обычно синтезируются диспергирование неорганических порошков в органическом растворителе или приготовление суспензии. [84] [85]

Мотивация к производству термоэлектриков с помощью аддитивного производства обусловлена ​​желанием улучшить свойства этих материалов, а именно повысить их термоэлектрическую добротность ZT и тем самым повысить их эффективность преобразования энергии. [86] Было проведено исследование, доказывающее эффективность и изучение свойств термоэлектрических материалов, полученных с помощью аддитивного производства. Метод аддитивного производства на основе экструзии был использован для успешной печати теллурида висмута (Bi 2 Te 3 ) с различной геометрией. В этом методе использовались полностью неорганические вязкоупругие чернила, синтезированные с использованием ионов халькогенидометаллата Sb 2 Te 2 в качестве связующих для Bi 2 Te 3.-основные частицы. Результаты этого метода показали однородные термоэлектрические свойства по всему материалу и термоэлектрическую добротность ZT, равную 0,9 для образцов p-типа и 0,6 для образцов n-типа. Также было обнаружено, что коэффициент Зеебека этого материала увеличивается с повышением температуры примерно до 200 ° C. [87]

Также были проведены новаторские исследования в области использования селективного лазерного спекания (SLS) для производства термоэлектрических материалов. Рыхлые порошки Bi 2 Te 3 были напечатаны с помощью SLS без использования предварительной или последующей обработки материала, предварительного формования подложки или использования связующих материалов. Отпечатанные образцы достигли относительной плотности 88% (по сравнению с относительной плотностью 92% у изготовленных традиционным способом Bi 2 Te 3.). Результаты сканирования с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) показали адекватное сплавление между слоями нанесенных материалов. Хотя в расплавленной области существовали поры, это общая проблема с деталями, изготовленными из SLS, возникающая в результате пузырьков газа, которые попадают в расплавленный материал во время его быстрого затвердевания. Результаты дифракции рентгеновских лучей показали, что кристаллическая структура материала сохранилась после лазерного плавления.

Также были исследованы коэффициент Зеебека, добротность ZT, электрическая и теплопроводность, удельная теплоемкость и температуропроводность образцов при высоких температурах до 500 ° C. Особый интерес представляет ZT этих образцов Bi 2 Te 3 , которое, как было обнаружено, снижается с повышением температуры примерно до 300 ° C, немного увеличивается при температурах между 300-400 ° C, а затем резко увеличивается без дальнейшего повышения температуры. Наивысшее достигнутое значение ZT (для образца n-типа) составило около 0,11.

Объемные свойства термоэлектрического материала образцов, изготовленных с использованием SLS, имели термоэлектрические и электрические свойства, сравнимые с термоэлектрическими материалами, полученными с использованием обычных методов производства. Впервые успешно применен метод получения термоэлектрических материалов методом SLS. [86]

Приложения [ править ]

Холодильное [ править ]

Основная статья: Термоэлектрическое охлаждение

Термоэлектрические материалы могут использоваться в качестве холодильников, называемых «термоэлектрическими охладителями» или «охладителями Пельтье» после эффекта Пельтье, который контролирует их работу. Как холодильная технология, охлаждение Пельтье встречается гораздо реже, чем парокомпрессионное охлаждение . Основными преимуществами холодильника Пельтье (по сравнению с парокомпрессионным холодильником) являются отсутствие движущихся частей или хладагента , а также небольшой размер и гибкая форма (форм-фактор). [88]

Главный недостаток кулеров Пельтье - невысокий КПД. По оценкам, материалы с ZT> 3 (примерно 20–30% эффективности Карно) потребуются для замены традиционных охладителей в большинстве приложений. [61] Сегодня охладители Пельтье используются только в нишевых приложениях, особенно в небольших масштабах, где эффективность не важна. [88]

Производство электроэнергии [ править ]

Основная статья: Термоэлектрический генератор

Термоэлектрическая эффективность зависит от добротности ZT. Для ZT не существует теоретического верхнего предела, и по мере приближения ZT к бесконечности термоэлектрическая эффективность приближается к пределу Карно . Однако до недавнего времени ни один из известных термоэлектриков не имел ZT> 3. [89] В 2019 году исследователи сообщили о материале с ZT от 5 до 6 [90] По состоянию на 2010 год термоэлектрические генераторы служат нишам приложений, где эффективность и стоимость менее важны, чем надежность, легкий вес и небольшие размеры. [91]

Двигатели внутреннего сгорания улавливают 20-25% энергии, выделяемой при сгорании топлива. [92] Увеличение скорость конверсии может увеличить пробег и обеспечить больше электроэнергии для бортовых элементов управления и комфорта существа (контроля устойчивости, телематики, навигационных систем, электронного торможения и т.д.) [93] Это может быть возможным энергией сдвига сделать из двигатель (в некоторых случаях) к электрической нагрузке в автомобиле, например, электрический усилитель рулевого управления или электрический насос охлаждающей жидкости. [92]

Когенерационные электростанции используют тепло, вырабатываемое при производстве электроэнергии, для альтернативных целей. Термоэлектрики могут найти применение в таких системах или в производстве солнечной тепловой энергии . [94]

См. Также [ править ]

  • Безбатарейное радио
  • Пироэлектрический эффект
  • Термоэмиссионный преобразователь

Ссылки [ править ]

  1. ^ Снайдер, GJ; Тоберер, Е.С. (2008). «Сложные термоэлектрические материалы» . Материалы природы . 7 (2): 105–114. Bibcode : 2008NatMa ... 7..105S . DOI : 10.1038 / nmat2090 . PMID  18219332 .
  2. ^ Ван, H; Пей, Y; LaLonde, AD; Снайдер, GJ (2012). «Слабая электрон-фононная связь, способствующая высоким термоэлектрическим характеристикам в PbSe n-типа» . Proc Natl Acad Sci USA . 109 (25): 9705–9. Bibcode : 2012PNAS..109.9705W . DOI : 10.1073 / pnas.1111419109 . PMC 3382475 . PMID 22615358 .  
  3. ^ а б Снайдер, GJ (2017). «Добротность ZT термоэлектрического устройства, определяемая свойствами материалов». Энергетика и экология . 10 (11): 2280–2283. DOI : 10.1039 / C7EE02007D .
  4. ^ Иоффе, AF (1960) Физика полупроводников , Academic Press Inc., Нью-Йорк
  5. ^ Ким, DS; Инфанте Феррейра, Калифорния (2008 г.). «Варианты солнечного охлаждения - современный обзор». Международный журнал холода . 31 : 3–15. DOI : 10.1016 / j.ijrefrig.2007.07.011 .
  6. ^ Барановский, LL; Тоберер Е.С.; Снайдер, GJ (2013). «Заблуждение о максимальной мощности и коэффициенте мощности в термоэлектриках» (PDF) . Журнал прикладной физики . 115 : 126102. DOI : 10,1063 / 1,4869140 .
  7. ^ a b Тимоти Д. Сэндс (2005), Разработка нанокомпозитных термоэлектрических материалов
  8. Перейти ↑ Slack GA., In Rowe 2005
  9. Перейти ↑ Mahan, GD (1997). «Хорошая термоэлектрика». Физика твердого тела - достижения в исследованиях и приложениях . Физика твердого тела. 51 . Академическая пресса. С. 81–157. DOI : 10.1016 / S0081-1947 (08) 60190-3 . ISBN 978-0-12-607751-3.
  10. ^ Koumoto, Kunihito; Мори, Такао (2013-07-20). Термоэлектрические наноматериалы: дизайн материалов и применение . Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-642-37537-8.
  11. ^ Яньчжун, Пей; Хэн, Ван; Дж., Снайдер, Г. (2012-12-04). «Ленточная инженерия термоэлектрических материалов» . Современные материалы . 24 (46): 6125–6135. DOI : 10.1002 / adma.201202919 . PMID 23074043 . Проверено 23 октября 2015 . 
  12. ^ Син, Гуанцзун; Сунь, Цзифэн; Ли, Ювэй; Фань, Сяофэн; Чжэн, Вэйтао; Сингх, Дэвид Дж. (2017). «Электронная функция пригодности для экранирования полупроводников как термоэлектрических материалов». Материалы физического обзора . 1 (6): 065405. arXiv : 1708.04499 . Bibcode : 2017PhRvM ... 1f5405X . DOI : 10.1103 / PhysRevMaterials.1.065405 . S2CID 67790664 . 
  13. Перейти ↑ Bhandari, CM in Rowe 2005 , pp. 55–65
  14. Перейти ↑ Cava, RJ (1990). «Структурная химия и локальная зарядовая картина сверхпроводников из оксида меди». Наука . 247 (4943): 656–62. Bibcode : 1990Sci ... 247..656C . DOI : 10.1126 / science.247.4943.656 . PMID 17771881 . S2CID 32298034 .  
  15. ^ Dresselhaus, MS; Chen, G .; Тан, МЫ; Ян, Р.Г.; Lee, H .; Wang, DZ; Ren, ZF; Fleurial, J.-P .; Гогна, П. (2007). «Новые направления низкоразмерных термоэлектрических материалов» (PDF) . Современные материалы . 19 (8): 1043–1053. DOI : 10.1002 / adma.200600527 .
  16. ^ Дак Янг Чанг; Hogan, T .; Schindler, J .; Iordarridis, L .; Brazis, P .; Канневурф, ЧР; Баосин Чен; Uher, C .; Канатзидис, М.Г. (1997). «Сложные халькогениды висмута как термоэлектрики». XVI ICT '97. Труды ICT'97. 16-я Международная конференция по термоэлектричеству (кат. № 97TH8291) . п. 459. DOI : 10,1109 / ICT.1997.667185 . ISBN 978-0-7803-4057-2. S2CID  93624270 .
  17. ^ a b c d Венкатасубраманиан, Рама; Сиивола, Эдвард; Колпиттс, Томас; О'Куинн, Брукс (2001). «Тонкопленочные термоэлектрические устройства с высокими показателями эффективности при комнатной температуре». Природа . 413 (6856): 597–602. Bibcode : 2001Natur.413..597V . DOI : 10.1038 / 35098012 . PMID 11595940 . S2CID 4428804 .  
  18. ^ Роу 2005 , гл. 27.
  19. ^ Heremans, JP; Йовович, В .; Тоберер Е.С.; Сарамат, А .; Куросаки, К .; Charoenphakdee, A .; Yamanaka, S .; Снайдер, GJ (2008). «Повышение термоэлектрической эффективности в PbTe путем искажения электронной плотности состояний» (PDF) . Наука . 321 (5888): 554–7. Bibcode : 2008Sci ... 321..554H . DOI : 10.1126 / science.1159725 . PMID 18653890 . S2CID 10313813 .   
  20. ^ Пей, Янчжун; Лалонд, Аарон; Иванага, Шихо; Снайдер, Дж. Джеффри (2011). «Высокая термоэлектрическая добротность в PbTe с преобладанием тяжелых дырок» (PDF) . Энергетика и экология . 4 (6): 2085. DOI : 10.1039 / C0EE00456A .
  21. ^ Пей, Янчжун; Ши, Сяоя; Лалонд, Аарон; Ван, Хэн; Чен, Лидун; Снайдер, Дж. Джеффри (2011). «Конвергенция электронных зон для высокоэффективных объемных термоэлектриков» (PDF) . Природа . 473 (7345): 66–9. Bibcode : 2011Natur.473 ... 66P . DOI : 10,1038 / природа09996 . PMID 21544143 . S2CID 4313954 .   
  22. Перейти ↑ Quick, Darren (20 сентября 2012 г.). «Разработан самый эффективный термоэлектрический материал в мире» . Гизмаг . Проверено 16 декабря 2014 .
  23. ^ Biswas, K .; He, J .; Блюм, И.Д .; Wu, CI; Хоган, Т.П .; Зайдман Д. Н.; Дравид, ВП; Канатзидис, М.Г. (2012). «Высокоэффективные объемные термоэлектрики с масштабной иерархической архитектурой». Природа . 489 (7416): 414–418. Bibcode : 2012Natur.489..414B . DOI : 10.1038 / nature11439 . PMID 22996556 . S2CID 4394616 .  
  24. Перейти ↑ Rowe 2005 , 32–33.
  25. Перейти ↑ Gatti, C., Bertini, L., Blake, NP и Iversen, BB (2003). «Взаимодействие гостя и каркаса в неорганических клатратах типа I с многообещающими термоэлектрическими свойствами: об ионной и нейтральной природе щелочно-земельного металла Guest A в A 8 Ga 16 Ge 30 (A = Sr, Ba)». Химия . 9 (18): 4556–68. DOI : 10.1002 / chem.200304837 . PMID 14502642 . CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  26. ^ Роу 2005 , гл. 32–33.
  27. ^ Хираяма, Наоми; Иида, Цутому; Сакамото, Марико; Нисио, Кейши; Хамада, Нориаки (2019). «Замещающее и межузельное примесное легирование p-типа термоэлектрика Mg 2 Si: теоретическое исследование» . Наука и технология перспективных материалов . 20 (1): 160–172. DOI : 10.1080 / 14686996.2019.1580537 . PMC 6419642 . PMID 30891103 .  
  28. ^ Хан, Австралия; Vlachos, N; Кираци, Т (2013). «Высокая термоэлектрическая эффективность материалов Mg 2 Si 0,55-x Sn 0,4 Ge 0,05, легированных Bi и Sb». Scripta Materialia . 69 (8): 606–609. DOI : 10.1016 / j.scriptamat.2013.07.008 .
  29. ^ Роу 2005 , гл. 34.
  30. ^ Нолас, GS; Slack, GA; Морелли, Д.Т.; Тритт, ТМ; Эрлих, AC (1996). «Влияние редкоземельного наполнения на решеточную теплопроводность скуттерудитов». Журнал прикладной физики . 79 (8): 4002. Bibcode : 1996JAP .... 79.4002N . DOI : 10.1063 / 1.361828 .
  31. ^ Хан, Атта У .; Кобаяси, Кадзуаки; Тан, Дай-Мин; Ямаути, Яске; Хасэгава, Котоне; Митоме, Масанори; Сюэ, Янмин; Цзян, Баочжэнь; Цучиай, Коичи; Дмитрий, Гольберг; Мори, Такао (2017). «Нано-микропористые скуттерудиты со 100% улучшением ZT для высокоэффективного термоэлектричества» . Нано Энергия . 31 : 152–159. DOI : 10.1016 / j.nanoen.2016.11.016 .
  32. ^ "Ядерные батареи космического корабля могут получить импульс из новых материалов" . Новости JPL . Лаборатория реактивного движения. 13 октября 2016 г.
  33. ^ а б Роу 2005 , гл. 35.
  34. ^ a b c d Отаки, Мичитака (2011). «Последние аспекты оксидных термоэлектрических материалов для выработки электроэнергии из источников тепла со средней и высокой температурой» . Журнал Японского керамического общества . 119 (11): 770–775. DOI : 10,2109 / jcersj2.119.770 .
  35. ^ Мацуно, Джобу; Фудзиока, Джун; Окуда, Тецудзи; Уэно, Кадзунори; Мизокава, Такаши; Кацуфудзи, Такуро (2018). «Сильно коррелированные оксиды для сбора энергии» . Наука и технология перспективных материалов . 19 (1): 899–908. Bibcode : 2018STAdM..19..899M . DOI : 10.1080 / 14686996.2018.1529524 . PMC 6454405 . PMID 31001365 .  
  36. ^ Музыка, D .; Шнайдер, JM (2015). «Критическая оценка колоссального коэффициента Зеебека наноструктурированного рутила MnO 2 » . Журнал физики: конденсированное вещество . 27 (11): 115302. Bibcode : 2015JPCM ... 27k5302M . DOI : 10.1088 / 0953-8984 / 27/11/115302 . PMID 25730181 . 
  37. ^ Музыка, D .; Chen, Y.-T .; Bliem, P .; Гейер, RW (2015). «Аморфно-кристаллический переход в термоэлектрике NbO 2 ». Журнал физики D: Прикладная физика . 48 (27): 275301. Bibcode : 2015JPhD ... 48.5301M . DOI : 10.1088 / 0022-3727 / 48/27/275301 .
  38. ^ Онозато, Т .; Katase, T .; Ямамото, А .; и другие. (2016). «Оптоэлектронные свойства аморфного оксида ниобия с регулируемым валентным состоянием». Журнал физики: конденсированное вещество . 28 (25): 255001. Bibcode : 2016JPCM ... 28y5001O . DOI : 10.1088 / 0953-8984 / 28/25/255001 . PMID 27168317 . 
  39. ^ а б Хуанг, Лихонг; Чжан, Циньонг; Юань, Бо; Лай, Сян; Ян, Сяо; Рен, Чжифэн (2016). «Недавний прогресс в термоэлектрических материалах полугейслера». Бюллетень материаловедения . 76 : 107–112. DOI : 10.1016 / j.materresbull.2015.11.032 .
  40. ^ Ян, Сяо; Джоши, Гири; Лю, Вэйшу; Лан, Юйчэн; Ван, Хуэй; Ли, Сангёп; Саймонсон, JW; Пун, SJ; Тритт, ТМ; Чен, банда; Рен, ZF (2011). "Улучшенная термоэлектрическая фигура достоинств полу-Хейслеров p-типа". Нано-буквы . 11 (2): 556–560. Bibcode : 2011NanoL..11..556Y . DOI : 10.1021 / nl104138t . PMID 21186782 . 
  41. ^ Кимура, Ёсисато; Уэно, Хадзуки; Мисима, Ёсинао (2009). «Термоэлектрические свойства направленно отвержденных сплавов Half-Heusler (M a 0,5 , M b 0,5 ) NiSn (M a , M b = Hf, Zr, Ti)». Журнал электронных материалов . 38 (7): 934–939. DOI : 10.1007 / s11664-009-0710-х . S2CID 135974684 . 
  42. ^ Tian, ​​R .; Ван, С .; Hayashi, N .; Аоай, Т. (март 2018 г.). «Носимые и гибкие термоэлектрики для сбора энергии». Материалы для сбора энергии . 43 (3): 193-198. DOI : 10.1557 / mrs.2018.8 .
  43. ^ Petsagkourakis, Иоаннис; Тибрандт, Клас; Криспин, Ксавьер; Окубо, Исао; Сато, Норифуса; Мори, Такао (2018). «Термоэлектрические материалы и приложения для сбора энергии для производства электроэнергии» . Наука и технология перспективных материалов . 19 (1): 836–862. Bibcode : 2018STAdM..19..836P . DOI : 10.1080 / 14686996.2018.1530938 . PMC 6454408 . PMID 31001364 .  
  44. ^ Bannych, A .; Katz, S .; Баркай, З .; Лахман, Н. (июнь 2020 г.). «Сохранение мягкости и упругого восстановления эластичных электродов на основе силикона с использованием углеродных нанотрубок» . Полимеры . 12 (6): 1345. DOI : 10,3390 / polym12061345 . PMC 7362250 . PMID 32545911 .  
  45. ↑ Chung, DDL (октябрь 2018 г.). «Термоэлектрические полимерно-матричные конструкционные и неструктурные композиционные материалы» . Передовые промышленные и инженерные исследования полимеров . 1 (1): 61-65. DOI : 10.1016 / j.aiepr.2018.04.001 .
  46. ^ Nandihalli, N .; Liu, C .; Мори, Такао (декабрь 2020 г.). «Термоэлектрические нанокомпозитные материалы и устройства на основе полимеров: изготовление и характеристики» . Нано Энергия . 78 : 105186. DOI : 10.1016 / j.nanoen.2020.105186 .
  47. ^ Peng, J .; Уиттинг, I .; Grayson, M .; Снайдер, ГДж; Ян, X. (декабрь 2019). «3D экструдированные композитные термоэлектрические нити для гибкого сбора энергии» . Nature Communications . 10 (1): 5590. DOI : 10.1038 / s41467-019-13461-2 . PMC 6897922 . PMID 31811127 .  
  48. ^ a b c Чжань, Тяньчжуо; Ямато, Ре; Хашимото, Сюичиро; Томита, Мотохиро; Оба, Сюнсуке; Химеда, Юя; Месаки, Кохеи; Такэдзава, Хироки; Йокогава, Ре; Сюй, Ибинь; Мацукава, Такаши; Огура, Ацуши; Камакура, Ёсинари; Ватанабэ, Таканобу (2018). «Миниатюрный планарный микротермоэлектрический генератор на основе Si-нанопроволоки, использующий выделяемое тепловое поле для выработки электроэнергии» . Наука и технология перспективных материалов . 19 (1): 443–453. Bibcode : 2018STAdM..19..443Z . DOI : 10.1080 / 14686996.2018.1460177 . PMC 5974757 . PMID 29868148 .  
  49. ^ a b c d Накамура, Ёсиаки (2018). «Дизайн наноструктуры для резкого снижения теплопроводности при сохранении высокой электропроводности» . Наука и технология перспективных материалов . 19 (1): 31–43. Bibcode : 2018STAdM..19 ... 31N . DOI : 10.1080 / 14686996.2017.1413918 . PMC 5769778 . PMID 29371907 .  
  50. ^ a b c d Кандемир, Али; Озден, Айберк; Кейгин, Тахир; Севик, Джем (2017). «Инженерия теплопроводности объемных и одномерных наноархитектур Si-Ge» . Наука и технология перспективных материалов . 18 (1): 187–196. Bibcode : 2017STAdM..18..187K . DOI : 10.1080 / 14686996.2017.1288065 . PMC 5404179 . PMID 28469733 .  
  51. ^ «Улучшенные термоэлектрические материалы могут дать толчок закону Мура» . KurzweilAI. 2 сентября 2013 г.
  52. ^ Вонешен, DJ; Refson, K .; Борисенко, Э .; Krisch, M .; Bosak, A .; Piovano, A .; Cemal, E .; Enderle, M .; Гутманн, MJ; Hoesch, M .; Роджер, М .; Gannon, L .; Бутройд, штат АТ; Uthayakumar, S .; Портер, Д.Г.; Гофф, JP (2013). «Подавление теплопроводности дребезжащими модами в термоэлектрическом кобальтате натрия» (PDF) . Материалы природы . 12 (11): 1028–1032. Bibcode : 2013NatMa..12.1028V . DOI : 10.1038 / nmat3739 . PMID 23975057 .  
  53. ^ Нолас, GS; Голдсмид, HJ (2002). «Добротность в аморфных термоэлектриках». Physica Status Solidi . 194 (1): 271–276. Bibcode : 2002PSSAR.194..271N . DOI : 10.1002 / 1521-396X (200211) 194: 1 <271 :: АИД-PSSA271> 3.0.CO; 2-Т .
  54. ^ Goncalves, AP; Lopes, EB; Rouleau, O .; Годарт, К. (2010). «Электропроводящие стекла как новые потенциальные термоэлектрические материалы: случай Cu-Ge-Te» . Журнал химии материалов . 20 (8): 1516–1521. DOI : 10.1039 / B908579C . S2CID 56230957 . 
  55. ^ Музыка, D .; Гейер, RW; Ганс, М. (2016). «Высокопроизводительное исследование термоэлектрических и механических свойств аморфного NbO 2 с добавками переходных металлов». Журнал прикладной физики . 120 (4): 045104. Bibcode : 2016JAP ... 120d5104M . DOI : 10.1063 / 1.4959608 .
  56. ^ Fujimoto, Y .; Uenuma, M .; Ishikawa, Y .; Ураока, Ю. (2015). «Анализ термоэлектрических свойств аморфной тонкой пленки InGaZnO путем контроля концентрации носителей» . AIP продвигается . 5 (9): 097209. Bibcode : 2015AIPA .... 5i7209F . DOI : 10.1063 / 1.4931951 .
  57. ^ Чжоу, Y .; Tan, Q .; Zhu, J .; Li, S .; Liu, C .; Lei, Y .; Ли, Л. (2015). «Термоэлектрические свойства аморфных тонких пленок Zr-Ni-Sn, нанесенных магнетронным распылением» . Журнал электронных материалов . 44 (6): 1957–1962. Bibcode : 2015JEMat..44.1957Z . DOI : 10.1007 / s11664-014-3610-7 .
  58. ^ Takiguchi, H .; Yoshikawa, Z .; Miyazaki, H .; Окамото, Й .; Моримото, Дж. (2010). «Роль Au в термоэлектрических свойствах аморфных тонких пленок Ge / Au и Si / Au». Журнал электронных материалов . 39 (9): 1627–1633. Bibcode : 2010JEMat..39.1627T . DOI : 10.1007 / s11664-010-1267-4 . S2CID 54579660 . 
  59. ^ Рамеш, К. V; Састри, Д. Л. (2007). «Электропроводность на постоянном токе, измерения термоЭДС стекол с TiO 2 -замещенным свинцом и ванадатом». Physica B . 387 (1–2): 45–51. Bibcode : 2007PhyB..387 ... 45R . DOI : 10.1016 / j.physb.2006.03.026 .
  60. ^ Роу 2005 , гл. 38.
  61. ^ а б Харман, ТК; Тейлор, П.Дж.; Уолш, депутат; Лафорж, BE (2002). "Квантово-точечные сверхрешеточные термоэлектрические материалы и устройства" (PDF) . Наука . 297 (5590): 2229–32. Bibcode : 2002Sci ... 297.2229H . DOI : 10.1126 / science.1072886 . PMID 12351781 . S2CID 18657048 .   
  62. ^ Роу 2005 , гл. 40.
  63. ^ Роу 2005 , гл. 41.
  64. ^ a b Анно, Юки; Имакита, Юки; Такей, Кунихару; Акита, Сейджи; Арье, Такаяки (2017). «Повышение термоэлектрических характеристик графена за счет инженерии дефектов» . 2D материалы . 4 (2): 025019. Bibcode : 2017TDM ..... 4b5019A . DOI : 10.1088 / 2053-1583 / aa57fc .
  65. ^ a b Mu, X .; Wu, X .; Zhang, T .; Go, DB; Луо, Т. (2014). «Тепловой перенос в оксиде графена - от баллистического предела до аморфного предела» . Научные отчеты . 4 : 3909. Bibcode : 2014NatSR ... 4E3909M . DOI : 10.1038 / srep03909 . PMC 3904152 . PMID 24468660 .  
  66. ^ Катальди, Пьетро; Кассинелли, Марко; Эредиа Герреро, Хосе; Гусман-Пуйоль, Сусана; Надеризаде, Сара; Афанасиу, Афанасия; Кайрони, Марио (2020). «Зеленые биокомпозиты для термоэлектрических носимых устройств». Современные функциональные материалы . 30 (3): 1907301. DOI : 10.1002 / adfm.201907301 .
  67. ↑ Анно, Юки; Такей, Кунихару; Акита, Сейджи; Арье, Такаяки (2014). «Искусственно управляемый синтез внутримолекулярных гетеропереходов графена для фононной инженерии». Physica Status Solidi RRL . 8 (8): 692–697. Bibcode : 2014PSSRR ... 8..692A . DOI : 10.1002 / pssr.201409210 .
  68. ^ Чен, Шаньшань; Ли, Цюнъюй; Чжан, Циминь; Цюй, Ян; Цзи, Хэнсин; Руофф, Родни С; Цай, Вэйвэй (2012). «Измерение теплопроводности подвешенного графена с морщинами и без них с помощью микро-рамановского картирования». Нанотехнологии . 23 (36): 365701. Bibcode : 2012Nanot..23J5701C . DOI : 10.1088 / 0957-4484 / 23/36/365701 . PMID 22910228 . 
  69. ^ Роу 2005 , гл. 16, 39.
  70. ^ Роу 2005 , гл. 39.
  71. ^ Роу 2005 , гл. 49.
  72. ^ Минних, AJ; Dresselhaus, MS; Ren, ZF; Чен, Г. (2009). «Объемные наноструктурированные термоэлектрические материалы: текущие исследования и перспективы на будущее» . Энергетика и экология . 2 (5): 466. DOI : 10.1039 / b822664b . S2CID 14722249 . 
  73. ^ Biswas, Канишка; Он, Цзяцин; Чжан, Цичунь; Ван, Гоюй; Ухер, Цтирад; Dravid, Vinayak P .; Канатзидис, Меркури Г. (2011). «Напряженная эндотаксиальная наноструктура с высокой термоэлектрической добротностью». Химия природы . 3 (2): 160–6. Bibcode : 2011NatCh ... 3..160B . DOI : 10.1038 / nchem.955 . PMID 21258390 . 
  74. ^ Чжао, Ли-Донг; Ло, Ши-Хан; Чжан, Юншэн; Сунь, Хуэй; Тан, Ганцзянь; Ухер, Цтирад; Wolverton, C .; Dravid, Vinayak P .; Канатзидис, Меркури Г. (2014). «Сверхнизкая теплопроводность и высокая термоэлектрическая эффективность в кристаллах SnSe». Природа . 508 (7496): 373–7. Bibcode : 2014Natur.508..373Z . DOI : 10,1038 / природа13184 . PMID 24740068 . S2CID 205238132 .  
  75. ^ Чжан, H .; Талапин, ДВ (2014). «Термоэлектрический селенид олова: красота простоты». Энгью. Chem. Int. Эд . 53 (35): 9126–9127. DOI : 10.1002 / anie.201405683 . PMID 25044424 . 
  76. ^ a b c Zhao, LD .; Lo, SH .; Zhang, Y .; Sun, H .; Tan, G .; Uher, C .; Wolverton, C .; Dravid, V .; Канатзидис, М. (2014). «Сверхнизкая теплопроводность и высокая термоэлектрическая эффективность в кристаллах SnSe». Природа . 508 (7496): 373–377. Bibcode : 2014Natur.508..373Z . DOI : 10,1038 / природа13184 . PMID 24740068 . S2CID 205238132 .  
  77. ^ Чжао, Ли-Донг; Ло, Ши-Хан; Чжан, Юншэн; Сунь, Хуэй; Тан, Ганцзянь; Ухер, Цтирад; Wolverton, C .; Dravid, Vinayak P .; Канатзидис, Меркури Г. (2014). «Сверхнизкая теплопроводность и высокая термоэлектрическая добротность в кристаллах Sn- Se ». Природа . 508 (7496): 373–377. Bibcode : 2014Natur.508..373Z . DOI : 10,1038 / природа13184 . PMID 24740068 . S2CID 205238132 .  
  78. ↑ Бернардес-Сильва, Ана Клаудиа; Мескита, AF; Нето, Э. де Моура; Порту, АО; Ардиссон, JD; Лима, GM de; Ламейрас, ФС (2005). "XRD и 119 Sn мессбауэровская спектроскопия характеристики SnSe, полученного простым химическим путем". Бюллетень материаловедения . 40 (9): 1497–1505. DOI : 10.1016 / j.materresbull.2005.04.021 .
  79. ^ Чен, CL .; Wang, H .; Chen, YY .; Daya, T .; Снайдер, GJ (2014). «Термоэлектрические свойства поликристаллического SnSe p-типа, легированного Ag» (PDF) . J. Mater. Chem. . 2 (29): 11171. DOI : 10.1039 / c4ta01643b .
  80. ^ Яздани, Саджад; Петтес, Майкл Томпсон (26.10.2018). «Наноразмерная самосборка термоэлектрических материалов: обзор подходов на основе химии» . Нанотехнологии . 29 (43): 432001. Bibcode : 2018Nanot..29Q2001Y . DOI : 10.1088 / 1361-6528 / aad673 . ISSN 0957-4484 . PMID 30052199 .  
  81. ^ Он, Цзянь; Тритт, Терри М. (29.09.2017). «Достижения в исследовании термоэлектрических материалов: взгляд назад и вперед» . Наука . 357 (6358): eaak9997. DOI : 10.1126 / science.aak9997 . ISSN 0036-8075 . PMID 28963228 .  
  82. ^ Ван, Лиминг; Чжан, Цзыменг; Гэн, Линьсяо; Юань, Тяньюй; Лю, Ючэн; Го, Чучен; Клык, Лэй; Цю, Цзинцзин; Ван, Ширэн (2018). «Готовые к печати гибриды фуллерена / TiS 2 органических / неорганических соединений для высокоэффективных гибких термоэлектриков n-типа». Энергетика и экология . 11 (5): 1307–1317. DOI : 10.1039 / c7ee03617e .
  83. ^ Министерство энергетики США (2015). «Четырехгодичный обзор технологий, 2015 г., глава 6: Инновационные технологии чистой энергии в передовом производстве» (PDF) . Проверено 17 ноября 2020 .
  84. ^ Ким, Фредрик; Квон, Бомджин; Эом, Ёнхо; Ли, Джи Ын; Парк, Сангмин; Джо, Сынки; Пак, Сон Хун; Ким, Бонг-Со; Им, Хе Джин (2018). «3D-печать термоэлектрических материалов соответствующей формы с использованием полностью неорганических чернил на основе Bi 2 Te 3 ». Энергия природы . 3 (4): 301–309. Bibcode : 2018NatEn ... 3..301K . DOI : 10.1038 / s41560-017-0071-2 . S2CID 139489568 . 
  85. ^ Оррилл, Майкл; ЛеБлан, Сания (2017-01-15). «Печатные термоэлектрические материалы и устройства: технологии изготовления, преимущества и проблемы: ОБЗОР» . Журнал прикладной науки о полимерах . 134 (3). DOI : 10.1002 / app.44256 .
  86. ^ а б Чжан, Хайдун; Хоббис, декан; Нолас, Джордж С .; ЛеБлан, Сания (2018-12-14). «Лазерное аддитивное производство порошкового теллурида висмута» . Журнал материаловедения . 33 (23): 4031–4039. DOI : 10,1557 / jmr.2018.390 . ISSN 0884-2914 . 
  87. ^ Ким, Фредрик; Квон, Бомджин; Эом, Ёнхо; Ли, Джи Ын; Парк, Сангмин; Джо, Сынки; Пак, Сон Хун; Ким, Бонг-Со; Им, Хе Джин; Ли, Мин Хо; Мин, Тэ Сик (апрель 2018 г.). «3D-печать термоэлектрических материалов соответствующей формы с использованием полностью неорганических чернил на основе Bi 2 Te 3» . Энергия природы . 3 (4): 301–309. DOI : 10.1038 / s41560-017-0071-2 . ISSN 2058-7546 . S2CID 139489568 .  
  88. ^ a b Чемпион, Даниэль (2017). «Термоэлектрические генераторы: обзор приложений». Преобразование энергии и управление . 140 : 162–181. DOI : 10.1016 / j.enconman.2017.02.070 .
  89. ^ Тритт, Терри М .; Субраманиан, Массачусетс (2011). «Термоэлектрические материалы, явления и приложения: взгляд с высоты птичьего полета» (PDF) . Бюллетень МИССИС . 31 (3): 188–198. DOI : 10.1557 / mrs2006.44 .
  90. ^ «Новый материал побил мировой рекорд по превращению тепла в электричество» .
  91. ^ Лабудович, М .; Ли, Дж. (2004). «Моделирование ТЭ охлаждения лазеров накачки». IEEE Transactions по компонентам и технологиям упаковки . 27 (4): 724–730. DOI : 10,1109 / TCAPT.2004.838874 . S2CID 32351101 . 
  92. ^ а б Янг, Дж. (2005). «Возможные применения термоэлектрической утилизации отработанного тепла в автомобильной промышленности». ICT 2005. 24-я Международная конференция по термоэлектричеству, 2005 . п. 170. DOI : 10,1109 / ICT.2005.1519911 . ISBN 978-0-7803-9552-7. S2CID  19711673 .
  93. ^ Фэрбенкс, Дж. (2006-08-24) Термоэлектрические разработки для транспортных средств , Министерство энергетики США: энергоэффективность и возобновляемые источники энергии.
  94. ^ Голдсмид, HJ; Giutronich, JE; Кайла, ММ (1980). «Термоэлектрика: прямое преобразование солнечной тепловой энергии» (PDF) . Солнечная энергия . 24 (5): 435–440. Bibcode : 1980SoEn ... 24..435G . DOI : 10.1016 / 0038-092X (80) 90311-4 .

Библиография [ править ]

  • Роу, DM (2018-10-03). Справочник по термоэлектрике: от макро до нано . CRC Press. ISBN 978-1-4200-3890-3.

Внешние ссылки [ править ]

  • Советы и подсказки по применению модулей TE
  • Коэффициент Зеебека
  • Материалы для термоэлектрических устройств (4-я глава диссертации Мартина Вагнера)
  • Новый материал побил мировой рекорд по превращению тепла в электричество