CoSb3基半导体温差发电材料的热电性能的优化研究(2)
1.4.1 CoSb3热电材料的填充 4
1.4.2CoSb3热电材料的掺杂 6
1.4.3 CoSb3热电材料的纳米结构和纳米相复合 6
1.4.4 常见的性能优化方法 7
1．5 感应熔炼制备CoSb3 8
1.6 论文选题的目的与意义 8
2 实验 10
2．1 实验设备 10
2.2 试样制备 11
2.2.1 实验原料 11
2.2.2实验步骤 11
2.3 样品分析与表征 12
3 结果与讨论 13
3.1 X射线衍射（XRD）分析 13
3.2 电导率的分析 13
3.3 塞贝克系数的分析 14
3.4 功率因子的分析 16
结 论 17
致谢 18
参考文献19
1 引言
1.1 热电材料简介
近年化石能源消耗尤其突出，在这之中，天然气、石油、煤炭资源，其中最丰富的资源，也只能文持不超过三百年。因此能源危机是不可避免的，我国就更为突出，因为众所周知，我国能耗巨大。近些年来，坏境污染严重，所以，寻找清洁且安全的能源很有必要。特别是可再生能源的利用，在未来是非常必要的存在。热电材料能够完成热能和电能之间的转换，制成的器件具有没有污染、不会运动、没有噪音、体积较小、甚至可以不用文护。
热电材料在被发现之后发展并不像其他科学发现这么快，但是后来研究越来越多，现在成为研究热点。这些研究在一些热电材料的研究上有一定的突破，如方钴矿、AgPb18SbTe20，品质因子ZT值得到很大的提升，其中块体材料的ZT值达到 1.0 以上，甚至可以达到 2.0 以上[1]，最高的 ZT 值已经突破 3.0 [2]。但是到现在为止，热电优值的上限还没有发现。组成热电材料的成分不同的材料其热电性能也会表现不同。提高材料的 ZT 值很重要，ZT值越小热电性能越差，热电转换的效率也越低。
1.2 热电效应
我们常说的热电效应，就是在物体受热的时候，物体中的电子（空穴）会随着随着温度梯度的高到底从高温区向低温区移动，并产生电荷或电流累积的现象。这个效应的大小，可以用称为热电势(Q)的参数来表示，热电势的定义为Q=E/-dT(其中E是由于电荷累积而产生的电场，dT是温度的梯度)。
热电效应有塞贝克效应、Peltier效应、和Thomson效应三种，是一系列由于通入电流方向不同而引起的可逆热效应的总称。
塞贝克效应，简而言之，就是当两种不一样的导体构成之一个闭合回路时而两个接点的温度又不相同,电流就会在回路中产生。而在开路中,开路的两端就会出现电势差,这个电势差将引起闭合回路中产生电流，这就是塞贝克电势。如图1.1公式可以表示成：αab=dV/dT
αab的大小同样取决于两接点温度差及材料的组成。。在同一种材料中(假如是N型半导体)，如果我们对其中一段进行加热而对另一端进行冷却，则在热端,电子通常将获得较高的能量，费米狄拉克分布通常会使EF之上出现更多电子而EF之下出现较少的电子。因为高温端的电子具较高能量所以他们可以通过扩散来移动到较冷端，以通过这个过程来降低能量。因此,可以看出低温端为正极,而高温端为负极,这就是两端产生塞贝克电势的原理。
Peltier效应，即当有电流通过一个有不同导体组成的回路的接触处的节点的时候，若是电流从其中一个方向流向另一方向，接触点的温度会降低并且从周围的环境中吸收热量，而当我们从另一个方向通入电流时，接触点的温度有会升高并且向周围环境中释放热量。Peltier效应产生的热电效应产热称为Peltier热，这种热不管是是从外部引入电流还是热偶本身产生的电流都会引起这种热。当我们取一定时间dt时，Peltier热dQP的大小与流过回路的电流I成正比:
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