熱電材料與熱電模組
Journal
化工
Journal Volume
63
Journal Issue
5
Start Page
75
End Page
92
ISSN
1015-8359
Date Issued
2016-10
Author(s)
Abstract
熱電模組主要包括利用賽貝克效應進行發電的熱電發電機，以及使用派鐵爾效應進行冷卻的熱電致冷裝置。熱電發電機能夠將廢熱轉換成電能、提高能源使用效率，也吸引到最大的關注。熱電材料的熱電性質，以熱電優值來描述。熱電優值ZT =S^2/pk T，是由賽貝克係數S、電阻率p、與熱傳導係數k組合而成。好的熱電材料，需要高的賽貝克係數、低電阻率與低熱傳導係數。常見的熱電材料包括三碲化二鉍(Bi_2Te_3)、碲化鉛(PbTe)、三銻化鈷(CoSb_3)、三銻化四鋅(Zn_4 Sb_3)與矽化鍺(SiGe)等。商用三碲化二鉍熱電材料的熱電優值，約略低於1；目前一些實驗室所製備新穎熱電材料的熱電優值，則已有高於2的報導。但是這些高熱電優值的材料，離大量生產與性質穩定仍有一段距離。依據估算，當熱電優值為2，則熱電模組效能與太陽能光電摸組相仿；當熱電優值為3，則熱電模組與機械發電機的效能接近。熱電模組是由陣列的P型與n型熱電材料組合而成，因此熱電模組中存在著許多的接點。熱電模組的另一項挑戰，是尋找合適的連結材料，以提高熱電模組的可靠度。比起一般的電子元件，因為熱電模組的應用溫度較高，其接點界面的穩定性也更加重要。初步結果顯示，Ag-Sb與Ag-Ge共晶合金（金旱）料、搭配Ni與Co的阻障層，可應用於中溫熱電模組。
Subjects
熱電模組
熱電材料
界面反應
Type
journal article