硅基纳米热电发电机

通过优化热电偶填充率和结构参数，实现低品位热能的高效回收利用。

Yuan, Jia · Baojie, Wang · Jinpeng, Tian · Qiuming, Song · Yulong, Chen · 张文蔚 · 王程 · 孙浩 · Zhang, Zhixing

Energy 2024

具体参数

比功率密度

{'zh': '16.2', 'en': '16.2'} μW/cm²·K²

技术优势

设计空间可自动探索

模型将热电偶结构调整和初始化条件纳入三维模拟，能够自动数值计算发电机的比功率密度，无需逐点手工建模，从而快速筛选最优结构组合。

模型经实验验证

采用文献中的实验数据对模型进行了验证，证明其预测结果可靠，可以直接用于指导器件设计。

指出关键优化变量

结果表明热电偶填充率是最大化器件性能的决定性因素，这为后续实验和制造提供了明确的优先调控目标。

应用场景

• 柔性电子自供电：将电子设备产生的温差直接转化为电能，减少对外部电源或电池的依赖。
• 物联网传感器供电：为环境中部署的传感器节点提供免维护电源，避免频繁更换电池。
• 芯片余热回收：回收芯片工作产生的废热发电，提高电子系统整体能效。
• 微型能量采集：从微小温差中采集能量，为微型器件提供可持续的微瓦级功率。