GeTe/(Bi,Sb)2Te3分段热电模块

转换效率9.5%

通过分段设计结合中温GeTe与低温(Bi,Sb)2Te3，实现全温域高性能热电转换。

Pei, Jun · Shi, Jianlei · Li, Hezhang · Jiang, Yilin · Dong, Jinfeng · Zhuang, Hualu · Cai, Bowen · Su, Bin · Jincheng, Yu · Zhou, Wei · Zhang B.-P. · 李敬锋 · Yu, Jincheng

Advanced Functional Materials 2023

参数信息

最大转换效率（实验）

9.5 %

最大转换效率（理论）

15.9 %

功率密度

7.45 mW mm⁻²

Ti/GeTe接触电阻

3 µΩ cm²

Ti在GeTe中扩散层厚度

0.4 µm

技术优势

全温域高效

通过有限元模拟优化GeTe高度比为0.66时，理论最大效率达15.9%，实验模块效率9.5%，显著高于单一材料。

Ti层接触好

Ti与GeTe热膨胀系数相近（10.80×10⁻⁶ K⁻¹），扩散层薄（0.4 µm），接触电阻低（3 µΩ cm²），是有效的金属化层。

一步烧结成型

模块通过一步放电等离子烧结（SPS）制备，工艺简单，无需多步组装。

应用场景

• 热电发电器件：提供高效中低温热电转换模块，可直接用于发电器件。
• 废热回收：回收工业废热，将其转化为电能。
• 温差发电：利用温度差实现发电，适用于多种热源场景。