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不同金属之间的热电效应研究

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:与常规的热电材料相比,常温液态金属具有电导率高、材料兼容性好、常温下呈液态、可直接印刷在各种柔性基底上制成任意形状和厚度的器件等特点,大大降低了制作难度及成本,令其成为热能捕获领域中一种较有应用前景的材料。这些实验证明了液态金属直写式热电发生器用于热量捕获的实用价值。基于液态金属的热电发生器由电子直写技术制作,具有可快速制作、柔性强等优点。

不同金属之间的热电效应研究

热电材料又称温差电材料,是一种利用固体内部载流子运动实现热能和电能直接相互转换的功能材料[1]

与常规的热电材料相比,常温液态金属具有电导率高、材料兼容性好、常温下呈液态、可直接印刷在各种柔性基底上制成任意形状和厚度的器件等特点,大大降低了制作难度及成本,令其成为热能捕获领域中一种较有应用前景的材料。正是基于这一认识,Li等[2]探索了采用直写方法制作液态金属热电发生器的可行性,对由不同配对金属构成的热电偶的热电性能进行了测试,并制作了由20对热电偶串联而成的液态金属热电发生器原型机,证明了可印刷式液态金属热电发生器的实用价值。

由于镓康铜热电偶的热电势率较大,实验证明[2,3],镓-康铜热电偶的热电性能远高于镓-镓铟合金热电偶的热电性能。为得到较大电压和功率,可选用镓-康铜热电偶制成热电发生器。将20对镓-康铜热电偶集成为热电发生器,对其输出电压予以放大后得到1.59 V的负载电压和70.44 μW的功率,可成功驱动LED灯。在此基础上,进一步地将镓膜层的厚度从10 μm提升至800 μm,由此将负载电压和功率增至1.70 V和742.9 μW,幅度分别达到6.92%和955%。这些实验证明了液态金属直写式热电发生器用于热量捕获的实用价值。(www.xing528.com)

基于液态金属的热电发生器由电子直写技术制作,具有可快速制作、柔性强等优点。未来,它可广泛应用于驱动自适应微系统(如微芯片、无线传感器网络)和可穿戴式电子设备(如助听器、腕表、起搏器)。

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