【技术】超薄纳米热电材料的商业新应用

时间： 2019-06-05 来源：II-VI MARLOW

技术问答

随着热电器件的发展，对于小型和高效热电发电机的需求越来越高。也因此越来越多的关于纳米结构的研究试图拓展热电器件的商业应用潜力。

原子级超细纳米线能够更高效的实现热电转换

2018年5月21日发表在ACS NANO期刊上的一篇论文中，来自华威大学的学者Drs Andrij Vasylenko, Samuel Marks, Jeremy Sloan, 和 David Quigley 公开了他们关于超细纳米线应用在热电发电机上的研究。这些纳米线的尺寸达到了原子级别而且比目前已知可选的大部分材料都高效。

“与三维材料相比，相同时间内纳米线材料能够传递更多电量和更少的热量，这一独特的热-电转换特性使得一维材料的热电转换效率出奇的高。”研究者Vasylenko 博士在他公开发表的文章中提到。

研究者们通过检测碳纳米管中碲化锡材料的结晶程度获取了这一发现，并获得了一维材料尺寸和结构之间的关系，此研究成果与仪器扫描成像检测结果和计算机仿真结果吻合。这一技术在不久的将来就会被转化成利用原子尺寸的碲化锡纳米线材料实现热电发电。

镍基合金/硅薄片能够实现更强的塞贝克效应

与此同时，来自加州大学的机械工程师 Riverside发现额外的具有高效热电传导效率的超薄纳米材料。这项由Ravindra Bhardwaj，Paul Lou和Sandeep Kumar做出的研究成果发现镍基合金和硅能够产生热电能源。

目前，热电发电机因为本身所使用的材料昂贵和工艺复杂等原因在大规模应用上受到了限制，这项研究通过寻找较为经济的自然材料，来代替现有的热电材料实现热电能源转换。研究者们发现当一个由镍铁合金和P型硅组成的超薄双层发电机的一侧暴露在高温下时，发电机的电路中会产生电势，这种现象正好与自旋塞贝克效应所吻合。

这项技术未来可以应用到热电计算机电路，自动电子以及高效太阳能电池板等方面。研究者Kumar说“这种器件将可以在任何场景下实现发电，只要能够保证器件两端存在很小的温度差。”未来，研究者们将会致力于发现更多廉价的，高效的天然替代热电材料。

II-VI MARLOW是一家专业设计和生产各种基于半导体材料的热电冷却/发电系统的公司，其旗下系列产品包含热电冷却片，温差发电模块以及热电发电机，产品广泛应用在医疗机械，油气管道，航空航天等行业。在不久的未来，II-VI Marlow公司产品也可能会推出相关产品，敬请保持关注！

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吊个天 Lv7. 资深专家 2019-11-29

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