Setaram SeebeckPro塞貝克系數(shù)測量儀是一種利用固體內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)熱能和電能直接相互轉(zhuǎn)換的功能材料。熱電效應(yīng)是電流引起的可逆熱效應(yīng)和溫差引起的電效應(yīng)的總稱，包括塞貝克（Seebeck）效應(yīng)、波爾貼(Peltier)效應(yīng)和湯姆遜(Thomson)效應(yīng)。

Setaram SeebeckPro塞貝克系數(shù)測量儀塞貝克效應(yīng)

    1823年，德國人塞貝克(Seebeck)首先發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩種不同導(dǎo)體構(gòu)成閉合回路時(shí)，如果兩個(gè)接點(diǎn)的溫度不同，則兩接點(diǎn)間有電動(dòng)勢產(chǎn)生，且在回路中有電流通過，即溫差電現(xiàn)象或塞貝克效應(yīng)。通常用無量綱熱電優(yōu)值ZT來衡量材料的熱電性能

ZT=(S^2*σ*T)/λ

S: 塞貝克系數(shù); [S] = μV/K；I: 電導(dǎo)率; [σ] = 1/Ωm；K: 熱導(dǎo)率; [λ] = W/mK

熱電材料性能優(yōu)異的因素：大的塞貝克系數(shù)、大的電導(dǎo)率、小的熱導(dǎo)率。

提高熱電優(yōu)值ZT的困難在于熱電材料自身的塞貝克系數(shù)、電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率不是相互獨(dú)立的，而是都取決于材料的電子結(jié)構(gòu)以及載流子的傳輸特性。例如，當(dāng)通過提高載流子濃度和載流子遷移率來提高電導(dǎo)率時(shí)，不僅會(huì)增大載流子對熱傳導(dǎo)的貢獻(xiàn)，造成熱導(dǎo)率增大，而且往往會(huì)降低塞貝克系數(shù)。正是由于這三個(gè)物理量不能同步調(diào)節(jié)，熱電優(yōu)值和熱電轉(zhuǎn)換效率很難大幅度提高，使得傳統(tǒng)塊狀熱電材料的推廣應(yīng)用面臨巨大障礙。

熱電材料的研發(fā)目標(biāo)：

·   增大塞貝克系數(shù)：提高費(fèi)米能級附近的狀態(tài)密度，增大載流子有效質(zhì)量，降低載流子濃度；

·   增大電導(dǎo)率：提高載流子濃度，降低載流子有效質(zhì)量；

·   對于金屬和半導(dǎo)體：設(shè)法降低晶格熱導(dǎo)率是提高材料熱電性能的關(guān)鍵。