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热电薄膜材料的设计及其器件集成

2016-07-27 09:43
安娜PARKER
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  热电材料是能将“热”与“电”两种不同形态的能量相互转换的“绿色能源”材料,可充分利用日常生产和生活中的废热再发电。以热电材料制造的温差电池具有清洁、稳定性高、坚固、寿命长等一系列优点,是我国资源高效利用、余热余能回收等节能环保科技专项中的重要研究内容。然而,目前热电材料的能量转化效率普遍只有~10-15%,严重制约着能量的利用率。因此,当前国际上的研究重点一方面集中在对现有材料体系的掺杂或是开发新的多元化合物体系来提高热电材料的能量转换效率;另一方面则是通过降低热电材料的维数和实现有序纳米结构的可控性制备来使热电效率获得大幅度提高。

  中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室功能薄膜与界面研究部新型能源与器件课题组致力于通过先进的材料制备手段,设计、合成各种高度有序纳米结构热电薄膜材料。利用薄膜材料的“尺度效应”和高密度的具有特殊性质的晶界与界面,使材料的热电效率最优化。以此为基础的薄膜型热电器件在生物医用器材、激光通讯制冷、物联网络传感器、高功率发热电子元件的热流管理、微系统供电等领域都具有广泛的用途。

  a.热电薄膜微型制冷器,制冷通量>300W/cm2、响应速度<10ms、最小器件尺寸1mm×1mm×0.3mm。

  应用领域:生物医用器材、激光通讯制冷、物联网络传感器、微系统热管理等。

  b.基于高度有序纳米结构的柔性热电薄膜材料,发电功率0.2mW/cm2 (温差为15°C时)。

  应用领域:利用人体体温为消费类电子产品自供电、太阳能光伏-热电复合薄膜电池等。
 

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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