塞贝克效应太阳能温差发电充电器开发(3)
温差发电是一种将热能直接转化为电能的发电技术，又叫热电发电，主要利用塞贝克效应，这种全固态能量转换方式结构简单，坚固耐用且无噪声、无磨损、无污染物排放、无运动部件、体积小重量轻、携带方便、无需人工文护、使用寿命长，可以与其他能量合理配合，如地热能、太阳能、工业余热废热等，利用将低品位能源转化成电能。这种技术的研究的历史可以追溯至十九世纪，自从塞贝克效应被发现至今，温差发电技术的发展已经历了近200年。由于其众多的显著特点，温差发电技术得到了充分的关注，世界上众多的发达国家早已着力于发展这种技术的相关研究，并已经将其广泛应用于航空、军事等尖端领域。作为研究和发展这种技术的发达国家之一的日本，把温差发电技术列为国家能源与环境协调发展的战略方向, 将其运用在在热电陶瓷转换材料方面，如今日本的这种技术已经处于世界领先地位。而美国、前苏联则是研发了数上千核反应堆温差发电器或放射性同位素，将其用作海洋装置的电源。事实上，日趋枯竭的化石能源的及人们对于能源消耗需求的不断上升，美国、日本、欧盟等发达国家更加重视研究温差发电技术在民用领域的应用，并已经取得了一定的进展。
目前，我们国内在温差发电方面的研究，主要研究热电材料制备和发电器理论，目的是提供温差发电器的理论指导和制造性能优良的热电材料。但是以现状看来，各种汽车废热、工业余热等可再回收资源还是没有充分的利用，因此利用新型能源技术来提升能源的利用效率，从而达到节约能源的目的已经是刻不容缓。
作为环保高效的天然能源的太阳能,早已引起了人们的高度关注。但是,目前家用太阳能发电系统多数利用铅蓄电池,这种储能方式所需的成本高、且需要长时间的定期文护,同时又可能伴随铅污染的产生。但是若将其与温差发电技术相互结合，就可解决温差技术所需廉价高效的能源问题，同时也可解决太阳能作为蓄电池可能带来的铅污染问题。
综上,本文结合太阳能技术和温差发电技术,既可发挥各自之长——高效地利用太阳能源、减少排放污染和铅污染而起到保护环境的作用。本文将基于塞贝克效应基础研究上，通过在太阳能技术的了解和研究上，对热电材料、热电材料在温差发电领域的应用及发展现状进行探究，运用所学知识结合实践应用，开发一套温差发电手机充电器。本课题设计完成后，能够合理利用太阳能和温差发电技术，提高利用率，从而实现节能减排的发电工作。
1.2 国内外研究现状与水平
1.3 发展趋势
2 热电材料
2.1 热电材料介绍
热电材料是可以将热能与电能相互转化的材料，拥有很多杰出的优势，环卫、绿色无污染等。自从发现塞贝克效应，为热电能量转换器的发展奠定了理论基础。塞贝克系数是衡量热电材料好坏的指标，对于较好的热电材料而言，要保证同时具有好的热电效应和低热导率，必须有较高的塞贝克系数。除此之外，较好的热电材料还需要不大的热阻率以保证生产较低的焦耳热量。Z可描述为：Z=S2σ/k。上述公式中，S成为塞贝克系数；电导率和热导率分别是σ和k。由于热电系数值Z值会随环境温度的变化而变化，用热电性能指数ZT的值来反映热电材料的性能好坏，ZT是热电系数Z与温度T的乘积。
热电材料拥有很大的利用价值和宽阔的发展前景，在环境污染和能源匮乏日趋严峻的，开发和探究新型热电材料是头等大事，有着深远的现实意义。