薄膜温差电材料的电化学制备、表征及应用研究

摘要

温差电池作为一种绿色可再生能源，已经引起各方面的广泛关注，对温差电材料以及温差电池的研究逐渐成为热点。温差电池可从环境接受各种形式的热能。rn 包括各种辐射热、太阳能、人体体温、系统运行过程的发热以及各种废热等，工作时无噪音、无排弃物，对环境没有污染，并且使用温度范围宽，寿命长，性能可靠.是一种环境友好的绿色电池。温差电池的性能有赖于所采用的温差电材料。温差电材料的性能可以用无量纲优值ZT表征。ZT值表示为：ZT=Tα2σ/λ，式中α为材料的塞贝克系数，σ为材料的电导率。λ为材料的热导率，T为温度。目前，室温范围性能最佳的温差电材料仍然是Bi2Te3掺杂化合物及其衍生物。Bi2Te3掺杂化合物及其衍生物薄膜的制备方法一般采用物理气相沉积法。与之相比，采用电化学液相电沉积方法制备薄膜温差电材料，不仅易于实现材料结构及性能的调控，而且操作过程简便、制造成本低，因而具有更大的优势。天津大学自1999年开始了电沉积n型及p型薄膜温差电材料的研究，并在材料研究的基础上，将微电子加工技术与液相电沉积温差电材料薄膜技术相结合，对微型温差电池的制备技术进行了研究，制造出了微型薄膜温差电池。