1。3。3 汽车尾气发电

目前以汽油作为主要能源的汽车还是占大多数，但其对汽油的利用率仍旧不高，仅30%的能量用于汽车驱动，20%能量则用于汽车内各种设备的供能，剩下的50%能量以热能方式通过车身与尾气散失浪费掉。若将汽车的余热加以利用，不仅减少了能源的消耗，更减少了对环境的污染[6]。早在2004年美国便开始这种计划，试图开发出高效的温差发电系统用于汽车，以提高汽车的燃料利用率。宝马公司也于2010年开发出了装有热电发电机的汽车，其燃料消耗率减少了3%-5％。目前也有其它成熟的热电装置用于汽车，例如将温差发电设备与汽车尾气处理装置——三元催化器结合，利用尾气余热发电来用于汽车内部设备供电，同时又能在盈余时蓄电。

1。3。4 热电制冷

传统制冷系统一般由两部分组成，放置室外的压缩机与在室内的蒸发器，借助制冷剂在蒸发器内蒸发吸热，再到室外的压缩机内压缩成液态放出热量从而带走室内热量实现制冷。该制冷技术所用制冷剂目前大多仍为氟利昂，其对臭氧层具有破坏作用。相比于传统制冷技术，热电制冷技术不仅避免了使用制冷剂对环境的破坏，同时又减少了能源的使用。另外其还有一种传统制冷技术无法替代的作用，应用于小体积与低负荷的制冷环境，例如光通信网络中对单个晶体管的局部制冷，其精确度要求非常高，而传统制冷系统很难小型化，难以满足上述应用需求。除此之外，热电制冷装置还具有工作时无噪音、无污染、无机械振动等优点，因此近年来其使用范围逐渐扩大[7]。

1。4 无机热电材料

1。4。1 热电材料PbTe 

上世纪在温差发电机问世后，美苏两国军备竞争愈发激烈，其中用于航天飞行器发电装置的热电材料——PbTe备受关注，两国都开展了大量研究，当时取得的热电优值约在0。7-0。8之间。PbTe也是最早被深入研究的中温（500-900K）段热电材料，该材料价态复杂，同时具有轻空穴带与重空穴带，不仅可以得到较高的电导率，同时又有较大的Seebeck系数，因此可以获得理想的热电优值。正是其具有的特殊性质，科研人员对其关注度未曾降低，通过对该材料尝试各种掺杂其热电优值也有较大变化与提高，目前已有不少报道已经获得了ZT=1。6-1。8的PbTe材料[8]，其热电优值有望继续提高达到2。但其属于有害化学品，对水中有机物有剧毒，阻碍了其商业推广。

1。4。2 热电材料Bi2Te3

Bi2Te3是目前室温附近使用性能最好的热电材料，由于其禁带宽度非常窄，所以具有较好的电导率与较高的Seebeck系数，同时其热导率也较低，因此非常适合作为热电材料使用。Bi2Te3晶体呈层状排布，因此具有各向异性，其垂直与水平方向的电导率最高相差4倍、热导率最高相差2倍，正是由于其自身的优异特性，吸引了众多科研者。目前主要是通过溶剂热法合成、水热法合成、区熔法结合SPS 技术等方法制备块状Bi2Te3材料，也有利用掺杂、合金优化等方式来提高其热电优值，传统块体Bi2Te3基热电材料的ZT值一般在1。0左右[9]。但目前大部分类似于Bi2Te3的无机块体热电材料均需经过较复杂的制备工艺，如先合成其粉末，然后再烧结成型。虽然有文献报道具有纳米结构的超晶格碲化铋ZT可达2。4[10]，但是超晶格制备工艺较复杂，难以大批量生产。

1。4。3 热电材料CoSb3 论文网

如图1。2所示为CoSb3晶体结构，由钴原子构成的简单立方晶胞内，包含六个由四个锑原子构成的小环，可以看出有两个地方没有小环，形成了空穴，这空穴可容纳一个原子而不改变晶体结构，这为CoSb3的掺杂提供了便利。未掺杂的CoSb3电导率与Seebeck系数均较高，不足之处便是其热导率太高，使得总的热电优值不够理想，为解决这个问题众多科研人员在实验中探索出许多方法，例如在钴、锑位固溶、在空穴中进行填充、填充与固溶复合等方法得到热电优值ZT=1-1。7[11]。由于CoSb3 材料可通过添加掺杂物进入其晶格内部形成固溶体，最终提高材料的热电性能，这是其它材料所不具备的特性。 3D打印制备碳化钨/聚乳酸复合热电材料(3):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_93973.html