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东南大学科研团队在热电转换研究领域取得新进展
近日，东南大学物理学院倪振华教授和吕俊鹏教授课题组与新加坡科技局材料工程研究院吴靖研究员合作，发现在基于二维Bi2O2Se的场效应晶体管中施加门电压可以调控极化光学声子散射到压电散射的转变，实现了塞贝克系数与电导率的去耦合，达到了宽温度范围的高热电功率因子。 基于塞贝克效应的热电材料可以实现热能和电能的直接转换，在绿色清洁能源和低温制冷等领域有着十分重要的应用，如何提高热电材料转化效率一直是该领域研究的核心问题。热电参数之间的强耦合使得提高材料的热电性能具有挑战性。长期以来，由于载流子散射机制的复杂性，在调控载流子散射机制方面十分困难，因此常常忽略了载流子迁移率在独立增强热电性能（不牺牲塞贝克系数的情况下提高电导率）方面的作用。 不同于目前广泛研究的石墨烯、过渡金属硫化物、黑磷等二维材料，二维Bi2O2Se的低声子群速度和强声子非谐散射使其具有极低的热导率(~0.92 W/mK APL 115, 193103 (2019))，同时兼具的高电子迁移率和良好的环境稳定性使得其在热电以及能源转化领域有着巨大的潜力。基于二维Bi2O2Se场效应晶体管的热电输运，二维Bi2O2Se载流子迁移率在高温下由极化光学声子散射主导，在低温下由压电散射主导。当压电散射主导时，其迁移率显著提高。同时电导率的急剧上升并没有导致塞贝克系数的明显下降，表明散射机制的调控可以实现电导率和塞贝克系数的去耦合。这与之前通过调控载流子浓度来平衡电导率和塞贝克系数的策略完全不同。同时，这种散射机制的转变温度具有高度的门电压可调性，通过施加一定大小的门电压，可以显著提高极化光学声子散射到压电散射的转变温度。热电功率因子与迁移率在两个数量级的调制上展现出近似线性的相关性，最终实现宽温度范围(80-200K)的高热电功率因子(>400mW-1m-1K-2)。 该工作发现了通过门电压调控二维Bi2O2Se的散射机制可以有效的调节其热电性能，证明了散射机制的调控可以很好的实现热电参数之间的去耦合。高栅极可调性允许对散射机制进行精细的控制，从而揭示更深入的物理机制。对于探索低维材料应用于低温制冷和物联网自供电领域具有深远意义。
东南大学
2021-02-01
一种微波快速合成-烧结制备ZrNiSn块体热电材料的方法
（专利号：ZL 201510388992.4） 简介：本发明公开了一种微波快速合成‑烧结制备ZrNiSn块体热电材料的方法，属于热电材料制备方法技术领域。本发明的一种微波快速合成‑烧结制备ZrNiSn块体热电材料的方法，其步骤：原料配制和冷压成型，微波合成，ZrNiSn热电合金的破碎、球磨和二次冷压成型以及微波烧结。本发明通过将微波合成与微波烧结相结合，并控制合成与烧结过程中的各种工艺参数，使ZrNiSn热电材料的组织中原位析出纳米晶粒，从而显著降低ZrNiSn热电材料的热导率，获得热电性能优越、组织和性能分布均匀且具有单一相的ZrNiSn块体热电材料。
安徽工业大学
2021-04-11
一种适用于气热电供暖的智能交互终端设备
本实用新型涉及智能楼宇技术，具体涉及一种适用于气热电供暖的智能交互终端设备，包括流量监 控平台、网络服务器、云服务器、4G 模块、电源模块、远程移动终端，还包括至少一个用户侧分布式 能源控制器和智能供热系统;用户侧分布式能源控制器通过网络服务器、云服务器与流量监控平台连接， 用户侧分布式能源控制器分别与智能供热系统、电源模块、远程移动终端相连接，云服务器通过 4G 模 块与远程移动终端连接。该智能交互终端设备能根据气、热、电传输网络中的能源实时价格、住户温度 和用户实际需求，智能地调节住户供热方案，改进用户对能源的需求弹性和响应能力，从而节省更多的 能源费用并提高用户的满意度。
武汉大学
2021-04-13
一种聚光光伏-光热-风力-热电一体化系统
（专利号：ZL 201410182249.9） 简介：本发明公开了一种聚光光伏-光热-风力-热电一体化系统，属于太阳能综合利用技术领域。本发明包括光伏光热温差发电锅炉、聚光式太阳灶、太阳灶及锅炉支架、通风管道、风力发电装置、太阳能电池组件和保温水仓，光伏光热温差发电锅炉的顶部及底部均设置太阳能电池片进行光伏发电，聚光式太阳灶收集太阳能反射给光伏光热温差发电锅炉底部中心处传热合金块从而加热锅炉内的水，加热后的水自动进入保温水仓进行保温；同时
安徽工业大学
2021-01-12
一种基于多段热电模组构成的柔性供电表带
本实用新型公开了一种基于多段热电模组构成的柔性供电表带。柔性供电表带中间至少由一段密度大且等距排布热电模组的供电表带，其两侧至少各由一段相同的密度小且等距排布热电模组的供电表带连接而成；热电模组的供电表带，从手腕穿戴面向外都具有依次为导热层，装有热电模组的柔性印刷电路板和多个散热层，柔性印刷电路板上表面热电模组中的每个热电对分别装在各自表带主体的长方形通孔中，每个热电对分别通过冷端铜导电片与各自的散热层连接，散热层均位于表带主体外。本实用新型在保证供电表带贴合手腕轮廓的前提下提高热电模组中热电对的对数，提高供电表带的输出驱动能力。表带主体采用聚二甲基硅氧烷，柔性较好，可以适合不同手臂表面。
浙江大学
2021-04-13
面向物联网的砷化镓基具有热电转换功能的MESFET器件
本发明提供的一种面向物联网的砷化镓基具有热电转换功能的MESFET器件，主要包括MESFET和热电偶。MESFET选择半绝缘的GaAs作为衬底，通过GaAs工艺和MEMS表面微机械加工实现具有能量转换功能的MESFET。在源漏栅的金层四周制作一层二氧化硅，化学机械抛光后，制作热电偶的金属Au型热电臂和砷化镓型热电臂，蒸金连接两种热电偶臂，将源漏栅的热电偶电极进行金属连线，留下两个热电偶电极作为塞贝克电压的输出极。
该砷化镓基具有热电转换功能的MESFET器件根据塞贝克效应，可以将器件工作产生的热能转换为电能，实现能量收集的同时缓解了散热问题。通过检测输出塞贝克电压的大小来实现对热耗散功率大小的检测。
东南大学
2021-04-11
一种果菜类作物无土栽培营养液、制备方法及供液方法
本发明涉及一种果菜类作物无土栽培营养液、制备方法及供液方法。一种果菜类作物无土栽培营养液，包括N、P、K、Ca、Mg、S的大量元素和B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo微量元素的营养液，分别配制幼苗期大量元素营养液、开花期大量元素营养液、结果期大量元素营养液，其中幼苗期大量元素营养液中N、P、K含量低于开花期和结果期；开花期大量元素营养液中N含量大于幼苗期，K含量小于结果期；结果期大量元素营养液中K含量高于N、P含量。在作物不同生育期，最大程度地利用营养液中所需离子，减少了未吸收离子的过量积累；提高了Ca和P含量，达到各离子之间作物吸收最合理的平衡比例，减少了过量离子的积累，并提高了肥料利用效率。
中国农业大学
2021-04-11
一种基于超临界ＣＯ２布雷顿循环的热电联产系统
本发明公开了一种基于超临界ＣＯ２布雷顿循环的热电联产系统。本发明包含燃料燃烧单元、超临界ＣＯ２布雷顿发电单元、用户供热单元、工业供气单元，所述的燃料燃烧单元（１）用于产生高温烟气给所述的超临界ＣＯ２布雷顿发电单元提供热量；所述的超临界ＣＯ２布雷顿发电单元吸收燃料燃烧单元提供的热量在做功发电后分别将余热用于加热所述的用户供热单元和工业供气单元；所述的用
东南大学
2021-04-14
用于机械能热能协同收集的动态型压电热电发电器
随着物联网技术的不断发展，其能耗管理与供能问题日益突出。收集广泛存在于环境中的低频振动与低品位余热为物联网分布式供能提供了新的可行方案。低频机械能与热能的并向收集是近年来能源领域的研究热点之一。传统的基于压电（piezoelectric）/热释电（pyroelectric）收集振动热源的机械能与余热等静态型换能技术得到了一定关注，其通过耦合高电压输出的摩擦电（triboelectric）换能单元可实现高功率密度输出。
南方科技大学
2021-04-14
开发了一种低成本高性能的n型PbS基热电材料
该研究开发了一种低成本高性能的n型PbS基热电材料，其成本只有传统商用PbTe基材料的20%，而热电性能则相当，本研究还基于所开发的热电材料制备了热电发电器件，实现了废热到电能11.2%的能量转换效率。该项成果能够极大地推动低成本热电材料的开发，加速热电发电技术的商用化进程。
南方科技大学
2021-04-14