| 致谢 | 第4-5页 |
| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 缩写和符号清单 | 第14-15页 |
| 1 引言 | 第15页 |
| 2 热电材料和器件概述及研究进展 | 第15-40页 |
| 2.1 热电效应 | 第15-18页 |
| 2.1.1 Seebeck效应 | 第16-17页 |
| 2.1.2 Peltier效应 | 第17-18页 |
| 2.1.3 Thomson效应 | 第18页 |
| 2.2 热电性能的指标 | 第18-20页 |
| 2.2.1 热电优值 | 第18-19页 |
| 2.2.2 热电优值ZT与转化效率的关系 | 第19页 |
| 2.2.3 工程ZT(ZT_(eng))模型 | 第19-20页 |
| 2.3 热电输运基本理论 | 第20-25页 |
| 2.3.1 电输运性质 | 第20-24页 |
| 2.3.2 热输运性质 | 第24-25页 |
| 2.4 热电优值的优化 | 第25-30页 |
| 2.4.1 优化载流子浓度 | 第25-27页 |
| 2.4.2 能带工程 | 第27-29页 |
| 2.4.3 微观结构的调控 | 第29-30页 |
| 2.4.4 声子玻璃—电子晶体 | 第30页 |
| 2.5 热电材料的发展 | 第30-34页 |
| 2.5.1 历史回顾 | 第30-31页 |
| 2.5.2 碲化铋基热电材料 | 第31-32页 |
| 2.5.3 碲化铅基热电材料 | 第32-34页 |
| 2.5.4 碲化锡基热电材料 | 第34页 |
| 2.6 热电器件的发展 | 第34-38页 |
| 2.6.1 RTG(同步辐射热电发电器件) | 第35-36页 |
| 2.6.2 传统TEG(传统热电发电器件) | 第36-37页 |
| 2.6.3 STEG(太阳能热电发电器件) | 第37页 |
| 2.6.4 wTEG(可穿戴热电发电器件) | 第37-38页 |
| 2.7 选题意义及研究内容 | 第38-40页 |
| 2.7.1 选题背景及选题意义 | 第38-39页 |
| 2.7.2 研究内容 | 第39-40页 |
| 3 材料制备方法与表征 | 第40-49页 |
| 3.1 材料的制备 | 第40-41页 |
| 3.1.1 机械合金化法 | 第40页 |
| 3.1.2 放电等离子体烧结 | 第40-41页 |
| 3.2 表征与测试 | 第41-46页 |
| 3.2.1 粉末X射线衍射分析 | 第41-42页 |
| 3.2.2 扫描电子显微镜 | 第42页 |
| 3.2.3 密度 | 第42-43页 |
| 3.2.4 电阻率和Seebeck系数 | 第43-44页 |
| 3.2.5 Hall系数 | 第44-45页 |
| 3.2.6 热导率测试 | 第45页 |
| 3.2.7 声速测试 | 第45-46页 |
| 3.3 计算和模拟 | 第46-49页 |
| 3.3.1 第一性原理计算 | 第46-48页 |
| 3.3.2 热电器件有限元模拟 | 第48-49页 |
| 4 磁性元素Fe掺杂提升p型碲化铋的ZT值 | 第49-62页 |
| 4.1 研究背景 | 第49页 |
| 4.2 制备方法及理论计算 | 第49-50页 |
| 4.2.1 制备方法 | 第49-50页 |
| 4.2.2 理论计算 | 第50页 |
| 4.3 结果与讨论 | 第50-60页 |
| 4.3.1 相结构表征 | 第50-53页 |
| 4.3.2 微观形貌 | 第53-54页 |
| 4.3.3 电输运性质 | 第54-58页 |
| 4.3.4 热输运性质 | 第58-60页 |
| 4.3.5 ZT值与转化效率 | 第60页 |
| 4.4 小结 | 第60-62页 |
| 5 Al掺杂有效提升SnTe的室温功率因子及ZT值 | 第62-70页 |
| 5.1 研究背景 | 第62页 |
| 5.2 实验部分 | 第62页 |
| 5.3 结果与讨论 | 第62-69页 |
| 5.3.1 相结构表征 | 第62-64页 |
| 5.3.2 电输运性质 | 第64-66页 |
| 5.3.3 微观形貌 | 第66-67页 |
| 5.3.4 热输运性质 | 第67-68页 |
| 5.3.5 ZT值与转化效率 | 第68-69页 |
| 5.4 小结 | 第69-70页 |
| 6 纳米级成分波动提升AgPb_(20.5)SbTe_(20)热电性能 | 第70-82页 |
| 6.1 研究背景 | 第70页 |
| 6.2 实验部分 | 第70-71页 |
| 6.3 结果与讨论 | 第71-81页 |
| 6.3.1 相结构表征 | 第71-73页 |
| 6.3.2 微观形貌 | 第73-74页 |
| 6.3.3 电输运性质 | 第74-77页 |
| 6.3.4 热输运性质 | 第77-78页 |
| 6.3.5 ZT值与转化效率 | 第78-81页 |
| 6.4 小结 | 第81-82页 |
| 7 高性能双层热电器件的设计与制备 | 第82-96页 |
| 7.1 研究背景 | 第82-83页 |
| 7.2 实验部分 | 第83-86页 |
| 7.2.1 器件的结构 | 第83页 |
| 7.2.2 器件的模拟 | 第83-85页 |
| 7.2.3 双层热电器件的制备 | 第85-86页 |
| 7.2.4 性能测试 | 第86页 |
| 7.3 结果与讨论 | 第86-95页 |
| 7.3.1 热电材料的结构表征及输运性质 | 第86-88页 |
| 7.3.2 双层热电器件的选择 | 第88-89页 |
| 7.3.3 金属化层和Cu粉层 | 第89-91页 |
| 7.3.4 热电器件的转化效率 | 第91-95页 |
| 7.4 小结 | 第95-96页 |
| 8 高性能碲化物基多段热电器件的优化设计 | 第96-108页 |
| 8.1 背景介绍 | 第96-97页 |
| 8.2 双段热电器件的理论模拟 | 第97-98页 |
| 8.3 结果与讨论 | 第98-106页 |
| 8.3.1 双段热电器件的设计和模拟 | 第98-105页 |
| 8.3.2 多段器件的设计和模拟 | 第105-106页 |
| 8.4 小结 | 第106-108页 |
| 9 结论与展望 | 第108-111页 |
| 9.1 结论 | 第108-109页 |
| 9.2 展望 | 第109-111页 |
| 参考文献 | 第111-128页 |
| 作者简历及在学研究成果 | 第128-132页 |
| 学位论文数据集 | 第132页 |