High Thermoelectric Properties of PbTe Doped with Bi2Te3 and Sb2Te3

The composition-dependent thermoelectric properties of lead telluride (PbTe) doped with bismuth telluride (Bi2Te3), antimony telluride (Sb2Te3) and (BiSb)2Te3 have been studied at room temperature. All the sampies exhibit small thermal conductivity. The figures of merit, 7.63, 1.03 and 8.97 x 10-4, have been obtained in PbTe with these dopants, respectively. These values are several times higher than those of PbTe containing other dopants with small grain sizes. The high thermoelectric performance is explained by electronic topological transition induced by alloying. The results indicate that these dopants are effective to enhance the thermoelectric performance of PbTe.     

单相超导体CaLaBaCu_(3-x)BxO_(7-δ)正常态热电势率研究

从 77K到 30 0 K之间对 Ca L a Ba Cu3 -x Bx O7-δ单相体系的正常态热电势率进行了微分法测量 ,发现随着硼含量 x从 0向 0 .4的逐步增加 ,样品体系正常态特性从金属性向类半导体性质转变 ,其主要载流子由空穴型为主转变为电子型为主 .根据以上的性质转变 ,我们采用双带模型及半导体模型对 x的不同值进行曲线模拟 ,拟合的热电势率—温度曲线与实验曲线相当吻合 ,同时根据模型对样品的费米能及有效能隙进行了计算     

创新型设计性近代物理实验教学实践探索

为充分发挥近代物理实验培养学生创新实践能力作用，在传统偏向验证性实验基础上融入创新设计元素，将科研和教学实验有机融合，既能切实培养学生自主创新思维能力及实践能力，又能保留传统实验教学效果，既面向本科教学，更面向未来学生职业发展。以磁控溅射制备金属元素掺杂碲化铋基热电材料为例阐述创新型设计性实验模式，将真空镀膜、热电性能与X射线衍射实验三大重要近代物理实验项目结合起来，重点培养学生自主学习、自主设计、自主创新能力，以适应未来社会和国家发展需要。     

稳定热传导问题的电比拟方法

根据稳定热传导问题与稳恒电流问题的相似性 ,导出了在几何形状及边界条件相似的条件下 ,热流强度Q与电流强度I的对应关系     

热电制冷器过冷效应中温度过冲的抑制与优化

随着热电制冷器(Thermoelectric cooler,TEC)的广泛应用,TEC过冷特性受到重视.与稳态制冷相比,当给TEC施加脉冲电流时,其将出现过冷效应,从而得到比稳态工作时更低的温度.然而,过冷效应往往伴随着温度的过冲.特别地,当TEC应用于芯片温度控制时,较大的温度过冲将会影响芯片的使用寿命.目前,抑制过冷特性中温度过冲的方式主要采用在电流施加脉冲的同时,对冷端冷却负荷QC和对流换热系数h也进行相应的改变.本文即在此基础上,将TEC的电流脉冲形状的变化和所施加脉冲的QC和h相结合对TEC的过冷特性进行了优化,以减小TEC过冷温度的过冲.对比已有的实验结果,有限元仿真表明,本文所提出的优化方案比采用单一形式的参量控制,可以有效降低过冷特性时的温度过冲10 K左右,具有良好的应用前景.     

p-型层状氧化锌的热电性质研究

采用第一性原理和玻尔兹曼输运理论,我们系统的研究了p-型二层氧化锌的热电性质.基于对单层氧化锌的晶格优化,计算得到其无虚频的声子谱,证明了它的热力学稳定性.由此构建了热力学性质稳定的二层氧化锌.采用实空间有限差分法生成了二层氧化锌的二阶和三阶力常数,然后得到了其声子散射和晶格热导率,使用两种计算方法得到了其晶格热导率在室温下分别为κ_ι~(BTE)=2.65 W/m·K和κ_ι~(RTA)=2.38 W/m·K.并且得到了p-型二层氧化锌在300 K至900 K等差温度下的热电优值为0.052～0.601,证明通过调节温度可以获得较高的热电优值.     

超临界CO2布雷登循环热电联供系统多目标优化

本文研究了以超临界CO₂布雷登循环为原动机的热电联供系统,对系统主要运行参数进行了分析,得到运行参数对于系统热力学性能和经济性能的影响规律。同时,以一次能源利用率和单位输出成本作为目标函数,采用多目标遗传算法对系统进行了优化;在优化结果的基础上,通过TOPSIS法决策出最优解,并与单目标最优解进行对比。结果表明,透平进口温度、透平进口压力和压缩机进口温度的增大有利于系统效率的提高;作为代价,成本也相应增加。在热电比0~4范围内,尽可能增大热电比能够最大程度上降低系统的单位输出成本,提高能源的利用率。     

燃气-蒸汽联合循环余热回收系统性能研究

燃气发电是我国城市供电的主要形式之一,针对LNG接收站一体的电厂发电模式进行研究,提出一种新型燃气-蒸汽联合循环热电联供系统,利用超临界CO₂布雷顿循环结合有机朗肯循环(ORC)辅助发电,将LNG作为冷源,对烟气余热进行三级利用。通过构建热力学和经济模型,以Aspen Plus软件模拟值为基础,结果表明:在消耗燃料1.704 kg/s(LNG)的条件下,联合循环净发电功率可达45 MW,供热量41.5 MW,余热利用率,热效率和?效率分别为88.50%,52.79%和46.69%。结合热-经济学与参数分析,利用Matlab优化后的最小单位发电成本为0.1529 CNY/kWh。考虑到碳排放价格,供电、供热、供气收益,燃料价格和设备成本,电厂每年的理想收益可达2989.5万元。