再生可能エネルギーの開発は、私たちの国の国家政策を確立されていますが、経済の安定と保障の持続的発展への鍵。世界の発電所の約80％が熱エネルギーを利用して電気を発生させる、しかし、これらの植物の平均効率は、およそ〜15TW年間わずか30％であり、そのようなこのエネルギーのリサイクルなど環境への熱損失は、効果的に現在の優れたエネルギー・環境問題を軽減することができる。熱電変換技術のコア内の熱電材料は、異なる2の任意の外部の力「ホット」と「レベル」に依存しない場合がありますミリワットセルフパワー - 特にウェアラブルと、近年の科学界と産業界広く注目の多くのエネルギー変換の直接型、埋め込み可能なマイクロワットの開発のための緊急の必要性インテリジェントなマイクロ・ナノ電子システムの新世代を代表しました代わりに、従来の二次電池技術の、その技術は、熱電材料。開発に小型化、高密度、高い安定性と信頼性を満たすために必要と体温熱起電力の周囲の環境で利用することができるので、自己ポータブルインテリジェント電子装置になります電源技術と効果的なソリューション。
一方では、トランスデューサの形の他のタイプに比べて、熱電技術の変換効率が真剣に測定することのメリット（ZT）の熱電図による熱電技術業界のパフォーマンスの熱電材料の開発を妨げ、唯一〜10％、高いものではありません。
zT = S 2σT/（κe+κL）
Sは、材料のゼーベック係数、σは電気伝導度であり、Tは動作温度である、κeκLと熱伝導率は、物理的な制限固有の性質ので電子とフォノンあり、ZTは制約を相互に各パラメータの値を決定し、熱電材料の性能指数が大幅に向上させることは困難です。
一方、温度差を維持するために、火力発電、表面に密着して熱源と/デバイスに必要な熱電材料をフルに活用する。しかし、実際のアプリケーションの両方人体やヒートパイプで、伝統的に変化する複雑な幾何学的表面の曲率を有します熱源と装置との間の熱電材料/熱損失が高い範囲となるように無機熱電材料は、その固有の脆性のために、表面の曲率変化に密接に熱源の要件を満たすことができない。熱電変換材料の性能指数の独自の熱電図に加えて、そのような熱源と熱電材料との接触不良による熱エネルギー損失は、既存の熱電技術の発展を制限する重要な要因の一つとなっている。
したがって、増加ゼーベック係数は、界面エネルギー障壁規制等、合金化によりスケール効果を調査、設計されたマルチスケール欠陥フォノン散乱は、熱伝導率などの熱電変換性能、及び新しい高性能の熱電材料の開発及び可撓性を改善するための戦略を抑制されています準備技術の装置は、世界的な問題の熱電メカニズムの無機材料の固有の脆弱性を改良するための研究は、フィールドでは困難とホットな問題となっています。
瀋陽国立研究所の研究者の材料は、金属タイケイTFの（組み合わせ）研究所は、材料およびデバイス設計及び物理蒸着法規制隣接ダイの利用から原子スケールの製造の高度に規則正しい微細構造を有する焦電薄膜を捧げ小さな角度の傾斜粒界については、面内及び面外の配向の大面積の準備を初めて達成するために、高度にテクスチャ化されたBi 2テ 3熱電膜。研究は、フォノン熱伝導率の散乱を維持しつつ、小傾角粒界は、そのサブ表面散乱増強電気伝導内のキャリアを傾けることを抑制することができることを示しているが、高い双方向調製、著しく熱電変換性能を向上させる、減少させます 2テ 3熱電薄膜材料の有効な方法。
図1.小角傾斜粒界の作成のための非平衡マグネトロン堆積 2テ 3フィルム材料SEM（a）は、TEM（b）は焦電薄膜微細構造分析および光学顕微鏡分析クーラー（C）、地形器具解析ステップ（d）及び冷蔵庫（E）の概略構成 - （F）
上記の技術をベースに、研究チームが高精度マイクロビームレーザ加工プラットフォームを設計して構築したことで、Bi 2テ 3Microrefrigerator合金薄膜、熱〜25μmの厚さの、〜200×200μMの最小表面サイズ、マイクロ冷却フラックスが〜40W / cmの 2等CPUチップ冷却点、小型レーザダイオード温度制御、などのマイクロ広い応用の見通し、受賞国内の熱電膜の製造処理microrefrigeratorフィールド2017年ブレークスルーを達成するために仕事のフィールドを有する熱管理装置発明特許の出願である中国材料会議「熱電材料とデバイスブランチウォール優秀賞」が2件を承認しました。
最初のグループは、図3に示すように、ナノメートルのマルチスケール細孔構造のマイクロメートルのテルル化ビスマスの熱電膜複合材料の製造、基質として、不平衡マグネトロンスパッタリング技術、セルロース紙を使用します。
図2.マルチスケール細孔構造の設計図とセルロース/
Bi 2テ 3複合可撓性熱電材料のSEM特性評価
研究は、原因不平衡マグネトロンスパッタリング技術の特性上、数十ミクロンまでの公称厚さで堆積ビスマステルル膜界面近くセルロースと組み合わせて、効果的に熱電変換の出力効率を高めるために、薄膜デバイスの内部抵抗を低減することができる、ことを示しています。セルロース/ Bi 2テ 3ユニークなネットワーク構造、マルチスケールの細孔構造とBi 2テ 3フィルムスケール効果によりセルロース/ Bi 2テ 3複合材料は良好な曲げ可撓性を、複合熱電膜のマルチスケールの多孔質構造を効果的にBi2Te3系理論の最小熱伝導率に近い、フォノン熱伝導率値の散乱を低減することができ、双方向の 2テ 3隣接セルロースBi2Te3系との間の伝送が表面をセグメント化するとき、酸化物層が界面で散乱することができるキャリアフィルム真性酸化膜表面層は、低エネルギーキャリアを濾過し、ゼーベック係数が大幅に改善の存在。従って、セルロース/ BI 2テ 3複合室温の熱電特性のZT 473Kに0.38から0.24まで、キャリア濃度を最適化することによってさらに改善することが期待される。高精度を使用してマイクロビームレーザプラットフォーム、複合フレキシブル熱電材料カットとデバイスの統合、デモンストレーション。この作品は、新しい柔軟な高性能熱電材料の新しいアイデアや解決策を探るための柔軟な熱電複合材料「発電機」の基礎を提供し、柔軟かつ実用的な熱電デバイスの開発のための新たな方向性を開きました。
国家自然科学基金の若者、顔基金と科学「百」の中国科学院およびその他のサポートによって研究。
図3.セルロース/
Bi 2テ 3複合材料の熱電特性（a-d）および曲げ曲げ特性
図4.XPSマルチスケールは、テルル化ビスマスのナノコンポジットと3D X線撮影分析概略複合膜との界面エネルギーバリアフィルタ低エネルギーキャリア効果細孔
熱電圧と環境温度と体温を用いてin situ曲げ試験における図5の複合フレキシブル電気性能熱電材料が形成されています
図6フレキシブル熱電発電装置の装置構成の概略図と廃熱発電の回収実証
