可穿戴温差发电器技术

热电半导体是采用热电效应将热能和电能进行直接转换的一种无污染的绿色能源产品。其中温差发电是利用热电材料的Seebeck效应，将热能直接转化为电能，不需要机械运动部件，也不发生化学反应，环保长寿。美国能源部、日本宇宙航天局等发达国家的相关部门都将热电技术列入中长期能源开发计划，我国也将热电列入国家重点基础研究发展计划(973)的大规模发展的新能源计划中。在21世纪全球环境和能源条件恶化、燃料电池又难以进入实际应用的情况下，热电技术更成为引人注目的研究发展方向。热电半导体行业在全球来说作为一个新兴行业,每年以超过1倍的速度增长。

生活中可穿戴设备所需的工作电源通常由电池提供，商用电池存在体积庞大、电池寿命有限、需要频繁充电等问题，这些问题限制了可穿戴设备的便捷和舒适性。柔性可穿戴热电发电器产生的电量可以为所需的功率在微瓦(uW)级别的可穿戴电子微型设备（如无线实时监控和血压传感器）提供电量支撑。人体的总散热量约60-180W，若转换效率约为1％的热电发电器捕获该热量，则产生的最高功率将约为0.6-1.8W，这功率足以为许多微型可穿戴设备供电。柔性可穿戴热电发电器具有可变形、可拉伸、耐久、无需更换、机械稳定和质轻等性能。发电器一旦安装完毕无需更换，存在温差即可输出功率。可穿戴热电发电器不仅能够适应人体可变的曲面而且还具备穿着舒适、透气、低毒、轻质和可洗等优点。

图1为发电模块和制冷模块组