碲化铋基热电器件的界面研究进展

热电转换技术是一种直接将电能和热能相互转换的技术,在航空航天、新型能源、电子通信等领域具有重要的应用价值。碲化铋材料是最早被发现的半导体热电材料之一,它在室温附近所展现出的优异热电性能,使碲化铋基热电器件成为目前唯一成功商业化应用的热电器件。近年来,随着5G光通信和电子芯片行业对新型制冷技术需求的持续增长,热电制冷器件的应用备受瞩目。此外,碲化铋基发电器件在低温废热回收领域也具有巨大的应用前景。然而,碲化铋基热电器件发展仍然存在一些挑战,其中器件的界面问题严重制约了其产业化应用。尤其在发电器件制备方面,仍然缺乏有效的高温界面阻挡层材料。本文从碲化铋基热电器件应用面临的界面问题出发,重点介绍相关界面研究进展,阐述界面对器件性能的影响机制,并分析改善界面性能的有效策略。

半赫斯勒合金Nb0.8+δCoSb中空位调节有序度的电子显微学研究

材料的微观结构直接影响材料的物理化学性能,比如,在热电材料里缺陷或者结构的无序会散射声子,从而降低晶格热导,最终提高材料的热电性能。本文主要探究在有缺陷的半赫斯勒合金Nb0.8+δCoSb中,大量空位(16%~20%)存在降低晶格热导率的内在机制;借助电子显微学方法发现在Nb0.8CoSb的样品中存在长程有序和短程有序共存的现象,而在Nb0.84CoSb的样品中短程有序转换为调制结构;借助选区电子衍射技术、中心暗场像技术及球差校正扫描透射电子显微术,分别对上述两种样品的结构进行分析,并对二者之间的相互转换关系进行了讨论。该研究成果为进一步提高热电材料的能量转换效率提供了新的指导。

风力机防除冰系统研究综述

风能作为一种可再生的清洁能源,其应用范围逐步扩大。然而丰富的风力资源基本分布在高寒地带与湿度较大的沿海地区,机组部件极易受到低温高湿的覆冰影响,因此研究有关风力机组防除冰系统具有重要意义。本文通过对现有的风机叶片覆冰探测技术和除冰技术的研究和总结,可以为智能化探测除冰系统的发展方向提供诸多参考。通过大数据将风场中的每台风机所收集到的数据进行综合分析,以节省除冰所需要的人力。对目前风力机叶片防除冰与探测技术的主流方法进行了分析评价,重点介绍了基于冰自身电学特性的探测技术与热能除冰系统的研究与发展现状,并对未来风机机组的智能防除冰综合系统发展提出了相关研究重点与发展方向。

Ag基快离子导体热电材料的研究进展

快离子导体材料中高的载流子迁移率和本征低的晶格热导率使其在室温区和中温区具有良好的热电性能。Cu基和Ag基快离子导体热电材料是其中研究最广泛的两个体系。本文详细介绍了Ag基快离子导体Ag2X(X=Te,Se,S)材料的结构、热电性能、结构相变及其对性能的影响。综述了Ag2X基材料的热电性能研究进展,主要包括制备方法的改进、载流子浓度的优化和能带结构的调节三个方面,同时对近来在该材料体系中报道的良好的塑性变形能力进行了阐述。此外,Ag2X基材料中自由迁移的Ag+虽然能够有效地降低晶格热导率,但也会给材料热电性能的稳定性和重复性带来不利影响,因此也总结了快离子导体热电材料提高稳定性的方法。最后,针对Ag2X基快离子导体材料中载流子浓度难以优化、离子迁移带来的成分均匀性和性能稳定性等问题展望了后续研究工作中的重点和难点。