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World File Search System热电材料
热电材料的分类及热电性能
热电材料作为能够将电能和热能相互转化的材料，如何提高热电材料的热电转换效率是当前研究的热点问题。目前，Bi 2 Te 3 基热电材料在室温附近ZT值可以达到1.3~1.4，部分热电材料在高温下的ZT值可以达到2.0以上。但要想使热电材料实现更广泛的应用，必须寻找到室温下热电性能更高的材料。目前，提高热电材料的热电转换效率常用的方法有：
热电材料的能带各向异性
热电材料能够实现热和电的直接转换，在制冷和发电方面有着良好的应用前景，引起了人们的广泛关注。考虑到更广泛的应用场景和在室温（RT）附近更大的需求，在过去的几十年里，在室温附近具有高性能的 TE 材料引起了广泛的研究关注。材料的 TE 性能通过其无量纲性能系数 zT = S 2 σT/(κ e +κ L ) 来判断，其中 S、σ、T、κ e 和 κ L 分别为塞贝克系数、电导率、绝对温度、热导率 κ 的电子和晶格分量。到目前为止，Bi 2 Te 3 基合金是唯一在 RT 附近具有理想 zT 值的商业化材料，而 n 型 Mg 3 Sb 2 最近被认为是另一种有前途的 TE 材料，其 zT 在 RT 附近约为 0.8。 Bi 2 Te 3 和 Mg 3 Sb 2 均具有本征的低晶格热导率κL，这是其高TE性能的基础之一。1-4
先进热电材料 - NSF-PAR
在能源需求不断增长的时代，拓展可再生能源的新途径并减少化石燃料的消耗是一项挑战。收集来自太阳或工业应用散发的热量作为替代能源已成为一个重要的研究领域。热电与由于施加的温度梯度而产生的电力或由于施加的电压而产生的热流有关，它提供了在全固态转换装置中利用部分这种“免费”能源发电的潜力。热电制冷已有多种应用，与可以通过增强材料性能实现的潜在应用一样诱人。热电装置可靠，没有活动部件，不会向大气中释放有害气体。尽管具有这些吸引人的特征，但由于转换效率低，热电仍然是一个小众领域。在材料要求方面，主要的挑战是克服典型材料电性能和热性能相互关系带来的缺点。由于热电性能系数没有基本极限，材料特性没有无单位标量，材料库不断增加，热电领域正在经历对性能增强材料的新推动。寻找有用化合物的新发展，以及理论和计算建模能力的进步，使得材料评估速度更快，并通过结合理论和实验努力设计和发现新系统。我们组织了《应用物理学杂志》上的“先进热电”专题作为一个论坛，介绍该领域的最新进展和进步。我们希望这个专题能够概述热电材料研究和开发领域的现状。我们在下面仅概述了本专题中介绍的部分工作。热电在某种程度上本质上是一个材料驱动的领域。随着强大的计算资源和新型多功能技术的出现，这种关系变得更加突出
合金作为有希望的热电材料
n型Mg 3 SB 2-x Bi X合金近年来已经进行了广泛的研究，因为它们的功绩（ZT）显着增强，因此将其作为废热恢复和冷却应用的潜在候选者。在这篇综述中，总结了与Mg 3 SB 2合金Mg 3 Bi 2产生的效果，包括狭窄的带隙，有效的质量减少和载流子迁移率增加。随后，揭示了N型Mg 3 SB 2-X BI X中缺陷控制的电性能。一方面，对内在缺陷和外部缺陷的操纵可以达到最佳载体浓度。另一方面，MG空缺主导载体散发机理（电离杂质散射和晶界散射）。讨论了Mg 3 SB 2-x BI X热电材料的两个方面。最后，我们回顾了发电和冷却应用中这些材料的当前状态和未来前景。
热电材料和设备的打印技术进步
抽象的热电材料和设备近年来引起了极大的关注，因为它们将废热转化为可用的电力，为可持续能源收集开辟了新的途径。随着热电材料和设备领域的研究继续增长，需要有效且可扩展的制造方法。在各种制造技术中，印刷方法已成为生产热电材料和设备的有前途的方法，提供了低成本，高吞吐量和设计灵活性等优势。在这里，我们概述了制造热电材料和设备的印刷方法的最新进展。我们讨论了与各种印刷技术相关的关键原则，挑战和机会，包括丝网印刷，喷墨打印和3D打印，重点关注其在热电材料和设备中的应用。此外，我们强调了优化印刷参数，墨水配方和后加工方法的进展，以增强印刷材料和设备的热电性能。最后，我们提供了有关热电材料和设备印刷方法领域的前景和潜在研究方向的见解。本评论旨在详细概述热电材料和设备的最新印刷技术，并为在这个快速发展的领域工作的研究人员和从业人员提供参考。
高级热电材料和微/纳米级传热
热电能量转化引起了人们日益增长的兴趣，这是一种潜在的浪费收集，发电和冷却应用的技术。微型/纳米级传热效应由于对声子和电子传输的影响而在热电能量转化的效率中起着重要作用。微/纳米级传热对于一系列新兴技术，例如微/纳米技术，信息技术，生物技术和低碳能源应用也至关重要。本期特刊旨在全面概述热电材料和微型/纳米级传热的最新进展。本期特刊欢迎原始的研究文章和评论。潜在的研究领域包括（但不限于）以下主题： - 热电发电； - 热电冷却； - 微/纳米级热电材料； - 微/纳米级的多相流和传热； - 微/纳米级的热物理特性 - 微/纳米结构中的界面热传输； - 低维材料； - 声子和电子传输； - 电子 - Phonon相互作用。
机器学习辅助3D在室温下的超高性能的热电材料
热电设备（TEDS）是固态能量转换器，在经受外部温度梯度时会产生电力，或者在配备电流时产生温度差异并用作固态冷却器。TEDS将热量转化为电力的能力，反之亦然，在过去二十年中开发了用于废热恢复和固态冷却的高效率设备的巨大研究兴趣。1 - 12个世界能源消耗的三分之二仍然消散，因为浪费了这种浪费的能量，而这种浪费的能量仅在美国就可以产生15吨的电力。13同时，冷却和热管理对于建筑物和车辆的人类舒适性以及电子和医疗设备的可靠操作和寿命至关重要。固态
碲化铋热电材料激光增材制造工艺开发
热电发电机在航空航天和飞机应用方面具有巨大潜力。然而，传统的热电设备制造方法严重限制了设备的适应性，从而限制了其市场化程度。激光粉末床熔化是一种增材制造方法，在生产热电设备方面显示出巨大的潜力。与金属相比，热电材料由于导热系数低、脆性断裂特性和不规则粉末颗粒形貌而面临独特的挑战。本文，我们介绍了通过激光粉末床熔化制造 Bi 2 Te 3 热电部件的加工程序。我们确定了关键工艺参数的成功组合——激光功率、扫描速度、扫描距离和粉末层厚度——以获得在密度和物理性能方面高质量的部件，并且我们展示了工艺参数变化对成品部件质量的影响。虽然体积能量密度不能唯一地决定部件质量，但它是确定热电材料工艺参数的有用指南，对于 Bi 2 Te 3 ，最佳值在 9 到 11 J/mm 3 之间。我们成功制备了不同自由形状的Bi 2 Te 3 粉末。结果表明，该方法可以更广泛地扩展到其他半导体材料，包括适用于空间应用的热电发电材料。
评论文章热电材料中的多维缺陷工程
热电材料经过几十年的发展，在理论和实验上都取得了长足的进步。随着热电性能的不断提高，材料中引入的缺陷也日趋复杂，为了优化热电性能，在热电材料中引入了零维点缺陷、一维线缺陷、二维面缺陷和三维体缺陷。考虑到各类缺陷的不同特点，深入了解它们在热电输运过程中的作用至关重要。本文对不同类型的缺陷对能带结构、载流子和声子的输运行为等缺陷相关的物理影响进行了分类和总结，并总结了缺陷的实验表征和理论模拟的最新成果，以便准确确定用于热电材料设计的缺陷类型。最后，基于目前的理论和实验成果，综述了利用多维缺陷优化热电性能的策略。