【化工儀器網(wǎng) 項目成果】熱電材料是一種能將熱能和電能相互轉(zhuǎn)換的功能材料。利用自然界溫差和工業(yè)廢熱均可用于熱電發(fā)電，它能利用自然界存在的非污染能源，具有良好的綜合社會效益。尤其是對遙遠的太空探測器來說，放射性同位素供熱的熱電發(fā)電器是唯一的供電系統(tǒng)。目前已被成功的應用于美國宇航局發(fā)射的“旅行者一號”和“伽利略火星探測器”等宇航器上。隨著空間探索興趣的增加、應用物理學的進展以及新能源需求增加，進行新型熱電材料的研究具有很強的現(xiàn)實意義。
 

　　近日，中國科學院工程熱物理研究所儲能研發(fā)中心在微納材料的熱電性能表征方法方面取得進展，為微納材料熱電參數(shù)的精確測量和一體化原位表征提供了研究思路。 研究人員綜述了現(xiàn)有的微納材料熱參數(shù)和電參數(shù)測量方法的適用范圍、優(yōu)缺點以及升級改造為原位綜合測量面臨的挑戰(zhàn)。同時總結(jié)了現(xiàn)有微納材料熱電性能綜合測量方法的難點及發(fā)展趨勢，并提出適用于一維納米管和二維薄膜材料熱電性能原位直接一體表征方法的策略：1、對于傳統(tǒng)3ω-T型方法，需在原有的基礎上增加測量電極，使用四探針法測量電導率，結(jié)合3ω法測量熱導率，從而實現(xiàn)熱電參數(shù)的高精度綜合測量。2、對于懸浮式微器件，通過優(yōu)化電極結(jié)構(gòu)和懸浮處理，可以綜合測量納米線和薄膜的熱電參數(shù)。值得注意的是，在測量微/納米結(jié)構(gòu)時需要考慮樣品轉(zhuǎn)移的困難。3、結(jié)合光學和微電極方法可以對熱電參數(shù)進行綜合測量。用光學法測量薄膜的面內(nèi)熱導率和微電極測量薄膜的電導率，通過在薄膜表面形成溫差可以測量塞貝克電壓，進而實現(xiàn)薄膜面內(nèi)熱電參數(shù)的測量。4、熱探頭與電探針相結(jié)合也可以實現(xiàn)一體化測量。通過熱探針和電探針同時測量樣品的熱導率和塞貝克系數(shù)，結(jié)合外部電路測量電導率。該方法可實現(xiàn)樣品法向熱電參數(shù)的測量。
 

　　相關論文Progress in measurement of thermoelectric properties of micro/nano thermoelectric materials: A critical review在線發(fā)表在Nano Energy上。
 

　　參考來源：中科院工程熱物理研究所