文 献 综 述

摘要：随着社会的进步，人们在能源方面的需求越来越大，热电技术逐渐得到人们重视。本文将介绍几种热电效应，包括塞贝克效应（seeback effect）、帕尔贴效应（peltier effect）、汤姆逊效应（Thomson effect）。并介绍现今几种主要热电材料热电性能和改善方法。最后将介绍热电技术在水泥回转窑、铝热电解槽和汽车发动机三种工况下的应用。

关键词：热电效应、热电材料、工况

引言：当今世界能源上的需求很大，煤，石油，天然气等能源是非可再生资源，且对环境污染严重，温室气体和颗粒物的排放让人们不能停下脚步开发可再生清洁能源。对于清洁能源风能的利用人们已经投入了大量的人力、物力和财力，而近几年陆地风能利用逐渐达到饱和，海上风能利用难度大等等条件。迫使人们不能停下寻找新能源的脚步，于是热电技术又重新回到了人们的视野中来，热电转换技术是一种固体能量转换技术、无噪声、无污染、维护量小、稳定性好，最重要的是无机械传动部件^[1]，这些优点都预示着热电转换技术有一个光明的未来。

据调查，在美国有将近68%的石油被用于交通运输（客车、火车及飞机等）。这些石油真正被用于做有用功只占总能量的39%，其余的61%都被浪费。以汽车为例，只有25%是用于发动机做功，30%用于发动机的冷却，40%被作为尾气中的余热散发掉^[2]。由此可见如果能够把浪费的热量使用热电技术进行发电，那么收益将会十分可观。

当然热电转换技术也存在许多不足限制了其发展，例如发电效率较低约为5%-7%、机械应力问题、发电机匹配以及高温湿气影响下热电元件的性能问题，这些都是今后要集中精力解决的方面^[3]。

1 热电效应

19世纪初期，seeback效应和帕尔贴效应相继被发现，起初并不被人们所重视，发展相对较慢，19世纪中期，随着热力学发展，人们对热电的发展又有了一定的重视，并于1854年由汤姆逊提出汤姆逊效应的存在。

一切由于电流引起的热效应和因为温差所引起的电效应都称作是热电效应。主要包括塞贝克效应、帕尔贴效应、汤姆逊效应三个基本效应。基于这三个效应，可以制造出实现热能与电能之间相互转化的热电器件。

1.1 塞贝克效应