声明
第1章 前 言
1.1 研究背景和意义
1.2 传统热电转换原理
1.2.1 基于Seebeck效应的热电发电
1.2.2 基于Peltier效应的热电制冷
1.2.3 Thomson效应
1.2.4 传统热电应用技术的瓶颈
1.3 基于横向热电效应的新型热电转换原理
1.3.1 Nernst效应的横向热电转换原理
1.3.2 Ettingshausen效应的横向热电转换原理
1.3.3 II型超晶格的横向热电转换原理
1.3.4 各向异性本征结构电热输运规律
1.3.5 人造倾斜叠层结构的热电转换原理及其应用
1.4 人造倾斜叠层结构热电器件研究现状
1.4.1 组成材料和几何结构参数
1.4.2 几何结构优化和匹配材料筛选
1.4.3 制造方法
1.4.4 研究存在问题
1.5 本论文的研究目标和主要研究内容
第2章 人造倾斜叠层结构n型碲化铋基热电器件匹配材料的高通量计算
2.1 引 言
2.2 高通量计算方法
2.2.1 人造倾斜叠层结构热电器件电热输运理论
2.2.2 高通量计算模型建立
2.2.3 高通量计算模型验证
2.3 高通量计算
2.3.1 几何结构
2.3.2 匹配材料
2.3.3 基因库建立
2.4 影响性能的关键参量分析
2.4.1 叠层倾斜角
2.4.2 材料占比
2.4.3 匹配材料输运性能
2.5 本章小结
第3章 人造倾斜叠层结构n型碲化铋基热电器件最优性能的高通量筛选
3.1 引 言
3.2 高通量筛选条件
3.2.1 材料占比
3.2.2 热导率
3.2.3 加工极限
3.3 高通量初步筛选
3.3.1 材料基因因子
3.3.2 基于材料基因因子高通量初步筛选
3.3.3 基于材料基因因子匹配材料筛选标准
3.4 高通量快速筛选
3.4.1 高通量快速筛选建立
3.4.2 最优性能高通量快速筛选
3.4.3 进一步提高横向热电优值的策略
3.5 本章小结
第4章 人造倾斜叠层结构n型碲化铋基热电器件优化设计
4.1 引言
4.2 热电器件优化设计方法
4.2.1 优化设计理论基础
4.2.2 材料组成及边界条件
4.2.3 优化设计模型建立
4.2.4 优化设计模型验证
4.3 热电器件结构优化设计
4.3.1 宽长比
4.3.2 长厚比
4.3.3 组成材料层厚
4.4 其它影响热电器件性能因素分析
4.4.1 接触电阻
4.4.2 温差
4.5 电热输运特征
4.6 本章小结
第5章 人造倾斜叠层结构n型碲化铋基热电器件制造和性能
5.1 引 言
5.2 组成材料优化
5.2.1 基体材料
5.2.2 匹配材料
5.2.3 组成材料快速筛选
5.3 BST/BTS人造倾斜叠层结构热电器件的制造
5.3.1 组成材料合成与制备
5.3.2 叠层结构材料烧结成型
5.3.3 人造倾斜叠层结构热电材料两步加工
5.3.4 人造倾斜叠层结构热电器件集成与组装
5.4 BST/BTS人造倾斜叠层结构热电材料的显微结构和化学组成
5.4.1 显微结构
5.4.2 化学组成
5.5 BST/BTS人造倾斜叠层结构热电器件的性能
5.5.1 热电器件性能评价方法
5.5.2 热电器件性能测试与评价
5.5.3 不同工况下热电器件的性能
5.6 本章小结
第6章 n型碲化铋基热电器件多层薄膜电极优化设计与评价
6.1 引 言
6.2 n型碲化铋基多层薄膜电极材料的制备与表征
6.2.1 制备和表征方案
6.2.2 结构表征和性能测试
6.3 多层薄膜电极的物相组成、显微结构和电学性能
6.3.1 物相组成
6.3.2 显微结构
6.3.3 电学性能
6.4 多层结构对n型碲化铋基Cu电极作用机理研究
6.4.1 Ni过渡层对降低Cu/Ni/BTS多层材料界面电阻的贡献
6.4.2 Al保护层对提高Al/Cu/Ni多层薄膜电极抗氧化能力的贡献
6.5 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 结 论
7.2 展 望
附录A
A1 B/BTS人造倾斜叠层结构热电器件基因库
A2 B/BTS人造倾斜叠层结构热电器件优化计算命令流
参考文献
致谢
攻读博士期间发表论文情况
武汉理工大学;
