硅锗热电材料的研究现状

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硅锗热电材料的研究现状

作者：蔡星宇王赞

来源：《河南科技》2019年第08期

摘要：SiGe合金作为一种传统的高温区热电材料，具有热稳定性高、熔点高、抗氧化能力强等优点。本文重点论述了硅锗热电材料的研究進展、技术难题及解决方案，并对未来发展进行了展望，以期为相关学者的研究提供参考。

关键词：热电材料;硅锗合金;热电性能

Abstract： As a traditional thermoelectric material in high temperature zone， SiGe alloy has the advantages of high thermal stability， high melting point and strong oxidation resistance. This paper focused on the research progress， technical problems and solutions of silicon germanium thermoelectric materials and prospected the future development. The author hope this study can provide reference for relevant scholars.

Keywords： thermoelectric materials;SiGe alloy;the thermoelectric performance

目前，资源短缺的问题已然成为亟待解决的世界性难题，各国都在积极探寻新的发电方式以减缓能源消耗的压力。半导体温差发电是一种绿色环保、对环境无危害的新型发电技术，其发电设备具有结构简单、成本低廉、无噪音、无运动部件、使用寿命长等优点，具有非常广阔的市场应用价值，广大研究者长期以来一直致力于探索具有更优良热电性能的热电材料。

1 热电材料

温差发电的基本原理来源于半导体塞贝克效应。把P型（空穴）半导体和N型（电子）

半导体的一端相连接，形成一个PN结，将一端放置于热源附近形成热端，另一端放置于冷源附近形成冷端。在热激发的作用下，热端的空穴和电子浓度增高，向冷端扩散，形成电势差，连接上负载便可产生电流[1]。Altenkirch[2]提出采用无量纲参数ZT衡量热电材料的热电性能（Z是优值，T是热力学温度）：