热电材料概述

热电材料早在1823年德国的物理学家ThomasSeebeck就在试验中上发觉，在具有温度梯度的样品两端会消失电压降，这一效应成为制造热电偶测量温度和将热能直接转换为电能的理论基础，称为Seebeck效应.Seebeck提出了用热电材料制成热电发电器的设想.1834年HeinrichLens又发觉将一滴水置于钿Bi和锦Sb的接点上，通以正向电流，水滴结成冰，通以反向电流，冰溶化成水，此效应称为制冷效应或Peltier效应.在此后的100多年，热电材料的争论主要是围绕金属材料进行的，由于热电转换效率低，所以有关热电材料及热电转换装置的争论和应用始终进展缓慢.在20世纪50年月，AbramIoffe发觉，半导体材料的热电转换效应比金属材料有数量级上的增加，采用半导体热电材料有望实现温差发电和制冷的设想，从而在全世界范围内掀起了争论热电材料的热潮，这种争论热潮持续了数年之久，争论和评估了大量的半导体材料，并发觉Bi-TeSb-Te系半导体材料具有良好的热电特性

[1].在此后的儿十年，由于半导体热电材料仍难以满意现实应用过程对热电转换和制冷效率的要求，争论工作又处于低潮阶段.直到90年月初期，随着全世界环境污染和能源危机的日益严峻，对人类可持续进展广泛的关注，导致发达我国对新环保能源替代材料开发争论的重视和巨额投入，采用热电材料制成的制冷和发电系统体积小重量轻；无任何机械转动部分，工作中无噪音，不造成任何环境污染；使用寿命长，且易于掌握.由于热电材料的这些特性使其再次成为材料科学的争论热点.近十年来，材料科学的新进展，如材料制备工艺及分析手段的多样化，计算机模拟在材料科学中的应用，新型先进材料的不断消失，使得设计和制备新型高性能高效率的热电材料的可能性渐渐增大.目前，围围着一种称为声子玻璃电子晶体型热电材料PGEC的争论正在广泛绽开

[2].这类材料因具有晶体的导电性能和玻璃的导热性能而成为新一代前景宽阔的热电材料.从近年来在热电材料争论方面取得的进展，美国科学家Terry.M.Tritt乐观地认为在将来几年内热电材料的争论将会有惊人的突破.§

5.1热电效应和热电特性当两种不同的导体联接构成闭合回路且接点两端处于不同温度时，在接点目前，该系统正在日本宫城县试验运行2006年4月开头，该系统将在中国内蒙古的沙漠地区进行为期一年的耐久性模型试验，并渐渐转入无人运行试验的主要目的是提高系统地耐久性该模型的运行成本约为7元每瓦，JAXA表示该系统将来有望把成本降低到

1.4元每瓦，他们还表示到2022年该系统可能热复合发电系统

5、复合发电系统VS光热太阳能电池技术北京的一家科技公司研制出一种光/热电电池，该技术应用了隧道效应2原理据了解，目前全球还有3家公司在争论此项技术（直布罗陀一家，美国两家），但都没有正式应用于市场的产品虽然这些循环采用的太阳能设施有很大潜力，但是它们昂扬的发电成本依旧让人却步小注1）德国物理学家塞贝克发觉两种不同导体所组成的回路中，当两接点处于不同温度时，就产生电动势，因而也就产生电流2）在两层金属导体之间夹一薄绝缘层，就构成一个电子的隧道结试验发觉电子可以通过隧道结，即电子可以穿过绝缘层，这便是隧道效应§

5.6太阳能半导体制冷技术的进展与全景太阳能制冷具有很好的季节匹配性，即天气越热，太阳辐射越好，系统制冷量越大这一特点使太阳能制冷技术受到重视和进展实现太阳能制冷有“光-热-冷”、“光-电-冷”、“光-热-电-冷”等途径太阳能半导体制冷是采用太阳能电池产生的电能来驱动半导体制冷装置，实现热能传递的特殊制冷方式，其工作原理主要是光伏效应和帕尔贴效应太阳能驱动的半导体制冷系统，结构紧凑，携带便利，可以依据用户需要做成小型化的专用制冷装置它具有使用维护简洁，平安性能好，可分散供电，储能比较便利，无环境污染等特点此外，采用帕尔贴效应的半导体制冷系统与一般的机械制冷相比，它不需要泵、压缩机等运动部件，因此不存在磨损和噪声它不需要制冷剂，因此不会产生环境污染，也省去了简单的传输管路它只需切换电流方向就可以使系统由制冷状态变为制热状态这些无可比拟的优点，使得人们对太阳能半导体制冷技术产生了深厚的爱好目前太阳能半导体制冷系统的效率还比较低，系统的一些重要技术问题还有待深化争论1太阳能半导体制冷的工作原理和基本结构半导体制冷是采用热电制冷效应的一种制冷方式，因此乂称为热电制冷或温差电制冷半导体制冷器的基本元件是热电偶对，即把一个p型半导体元件和一只n型半导体元件连成的热电偶，如图1所示当直流电源接通，上面接头的电流方向是n-p温度降低，并且吸热，形成冷端；下面接头的电流方向是p-n温度提升，并且放热，形成热端把若干对热电偶连接起来就构成了常用的热电堆，借助各种传热器件，使热电堆的热端不断散热，并保持肯定的温度，把热电堆的冷端放到工作环境中去吸热，产生低温这就是半导体制冷的工作原理太阳能半导体制冷系统就是采用半导体的热电制冷效应，由太阳能电池直接供应所需的直流电，达到制冷制热的效果太阳能半导体制冷系统由太阳能光电转换器、数控匹配器、储能设施和半导体制冷装置4部分组成太阳能光电转换器输出直流电，一部分直接供应半导体制冷装置，另一部分进入储能设施储存，以供阴天或晚上使用，以便系统可以全天候正常运行（图2）太阳能光电转换器可以选择晶体硅太阳能电池或纳米晶体太阳能电池，依据制冷装置容量选择太阳能电池的型号晴天时，太阳能光电转换器把照耀在它表面上的太阳辐射能转换成电能，供整个系统使用数控匹配器使整个系统的能量传输始终处于最佳匹配状态同时对储能设施的过充、过放进行掌握储能设施一般使用蓄电池，它把光电转换器输出的一部分或全部能量储存起来，以备太阳能光电转换器没有输出的时候使用，从而使太阳能半导体制冷系统达到全天候的运行2太阳能半导体制冷的关键问题太阳能制冷系统最大的不足是制冷效率较低，同时成本也较高这严峻影响了太阳能制冷系统的推广和应用若提高和改善太阳能制冷系统的性能，要从下列几个关键问题入手

（1）改善半导体制冷材料的性能太阳能半导体制冷系统的核心在于半导体制冷材料，半导体制冷系统效率较低的主要缘由在于半导体制冷材料热电转换效率不高最终打算热电材料性能优劣的是优值系数Z其中a一半导体制冷元件的塞贝克系数；R—制冷元件的电阻；Kt—制冷元件的热导率优值系数Z和温度T的乘积ZT是评价材料性能的常用参数就半导体制冷而言，假如其制冷性能要达到能和机械制冷相媲美，无量纲参数ZT要达到3以上目前各国普遍使用的半导体材料远达不到这种水平室温下最常用的热电材料（Bi-Sb-Te-Se系列固溶体）的ZT值大约为1因此，如何改进材料的性能，查找更为抱负的材料，成为了太阳能半导体制冷的重要问题

（2）系统的能量优化太阳能半导体制冷系统自身存在着能量损失，如何削减这些损失，保证系统稳定牢靠地运行是特别重要的问题光电转换效率和制冷效率是衡量能量损失的主要指标光电效率越高，在相同的功率输出状况下，所需的太阳能电池的面积越小，这有利于太阳能半导体制冷系统的小型化目前普遍使用的太阳能电池的光电效率最高为17机对于任何制冷系统来说，制冷效率COP是最重要的运行参数目前，半导体制冷装置的COP一般约

0.2〜

0.3远低于压缩式制冷经过试验争论发觉，冷、热端温差对于半导体制冷的效率有很大的影响，通过强化热端散热方法能使半导体制冷系统性能得到很大的改善

（3）系统运行的有效掌握和优化匹配与一般的制冷设施不同，太阳能半导体制冷系统受太阳辐射和环境条件影响，系统工况一天内往往有很大的变化因此在太阳能半导体制冷系统中，除了太阳能电池和半导体制冷装置外，还需配备蓄电池和数控匹配器蓄电池是保证太阳能制冷系统连续运行的重要条件数控匹配器使太阳能电池阵列输出阻抗与等效负载阻抗匹配，使功率输出处于最佳状态，同时对储能设施的过充、过放进行掌握要实现整个能量传递环节在最优工况下进行，保证系统的牢靠性、稳定性和高效率，就必需对整个系统的运行进行有效的掌握因此，选择合适的储能设施、研制有效的掌握器对整个太阳能制冷系统来说是特别重要的此外，提高太阳能电池转换效率问题，同样是实现太阳能制冷系统大规模应用的重要问题3太阳能半导体制冷技术的现状和应用前景虽然，目前太阳能半导体制冷综合系统的实际应用还不多见，但是已有很多学者绽开了相关争论和分析，并取得了不少成果ADeVos使用内可逆热力学方法对太阳能电池的光电转换效率胜利进行了解释和研讨CBVinning用热力学类比方法争论了热电制冷过程，THara等对太阳能半导体制冷帽进行了系统争论VCMei等对一种太阳能帮助半导体汽车空调进行了系统的分析沙特的sofrata着重争论过用于沙漠地区的太阳能半导体制冷装置的散热方式有效性问题邹今平对一种用于保存疫苗的太阳能电源冰箱系统电力匹配特性进行了分析代彦军等对太阳能光伏系统驱动的半导体冰箱进行了系统试验争论和理论分析，并获得了专利这些工作在肯定程度上都推动了太阳能半导体制冷系统的进展，为进一步扩大应用奠定了基础目前，太阳能电池的价格呈现逐年下降的趋势单晶硅太阳能电池得到了很大进展，发电效率已经达到了15%o价格更低廉的多晶硅太阳能电池也进展很快基于薄膜技术的其次代和第三代太阳能电池的消失，大大地推动了太阳能电池产业的进展与此同时，半导体工业也得到了快速的进展，热电材料的优值系数有了很大的提高，并消失了一些有盼望的新型材料（例如Skutterudites结构材料、薄膜及纳米材料等）2001年美国RT1争论所将Bi-Te基合金制备成超晶格薄膜，在300K的温度下其ZT值达到

2.4热电材料的价格也逐年下降这些都将使太阳能半导体制冷系统的成本大幅度下降，并且性能也将有显著提高，为太阳能半导体制冷系统的推广应用奠定了基础可以预见，在不远的将来，清洁、无噪音的各式太阳能半导体制冷系统将进入千家万户两端消失电压降，在回路中产生电流的现象称为塞贝克效应Seebeck.这一效应成为实现将热能直接转换为电能的理论基础.图1a为实现热电转化模式的简洁示意图.当电流/通过由两种不同导体联结构成的回路时，在两接点处汲取和放出热量的现象称为帕尔帖效应Poitier.这一效应成为实现新概念型制冷机械的理论基础.图1b为实现制冷模式的简洁示意图.图1热电元件构成的简洁发电模式⑸和制冷模式§

5.2热电材料的新进展开发争论新热电材料的目标在于努力提高材料的电导率温差电势的同时，降低热导率.热电材料的性能取决于性能因子Z掰常表示为7Ms/匕式中J称为Seebeck系数或温差电势，s为材料的导电率，在为导热率.as和在参量取决于电子结构和载流子的散射，k=A+ke降低〃关键在于降低AL即增加晶格点阵对声子的散射从而降低热导率.从理论上分析，非晶态具有低的4值.GlcmSlack提出一种新的概念材料称为声子玻璃电子晶体phononglasselectroncrystalPGEC也就是一种导电如晶体导热如玻璃的材料.Slack认为晶体结构中存在一种结合力弱的rattling原子，对载热声子有强的散射作用导致热导率急剧下降，对导电不会有太大的影响.基于以上的争论，适合于做为热电材料的主要有两大类半导体材料和混合价化合物.过去几十年对半导体类热电材料进行了较为系统深化的争论，其中主要包括FeSi2SiGePbSnTeCuAg2SeBiSbTe3BiSbSe3等系列.目前正在争论一种称为Skutterrudite结构的材料

[5]其分子式为AB3其中A=ColrRh;B=PAsSb.这类结构的重要特性是在晶胞单元中有两个较大的空隙，这类结构材料的Seebeck系数可能达到较大数量级200mVK-1然而，热导率也会同时增大，难以获得所盼望的Z不直.争论表明，在晶格点阵中加入重原子可以显著地降低晶格导热率.例如，Nolas等人在CoSb3中加入La使材料的室温导热率降低几个数量级，Nolas认为部分是由于质量亏损mass-defect散射声子部分是由于键合力较弱的原子在它们的笼状结构cages中发生rattling运动.在温度为700Z7®大于1的结果己经在试验中消失.另一类具有低温使用前景的材料是Clathrates型化合物

[6].例如Ge型Clathrates化合物，其分子式为A8Ge46A代表Ge格子中占据空隙的原子.又如具有Sr8Gal6Ge30分子式结构的Clathrales化合物，其室温导热率比非晶态Ge低两倍.类似的低导热性也消失在含Eu的Ge型Clathrates化合物及Sn型Clathrates化合物，如Cs8Zn4Sn44和Cs8Sn

44.这些Clathrates型化合物具有获得热电应用所需的高Seebeck系数的潜能，在700K下，接近

1.以A2QBi2Q3PbQA=碱金属；B=SSeTe为三组元构成的三元系中的某些伪三元相也是具有开发前景的一类新型热电材料

[7]如K2Bi8Sel3K2Bi8s13Rb2Bi8Sel3Ce2Bi8Sel3CsPb2Bi3Te

7.争论发觉这些化合物均具有相像的结构点阵，对称性差属于单斜晶系，晶胞体积大，空隙中含有rattling碱金属原子.由于rattling碱金属原子对声子的散射，导致该类化合物导热率很低.对这类材料的争论正在绽开，争论者认为有望获得较高的Z7值.Hicks和Drcssclhaus提出假如用二维结构材料代替三维，Z碓将会得到改善

[8].载流子在低维量子阱中受到的制约导致能态密度分相的转变，在费密能肯定的条件下，有利于增加载流子数目提高导电率和27®.用分子束外延生长技术可以制备二维晶体.一维结构可能会有更好的Z僮，关键的问题是如何将一维晶体应用到实际的器件设施中.Venkatasubramanian等人的争论证明量子阱能使体系的Z71S超过1

[9].Tritt等人综合分析大量的争论结果，提出抱负的热电材料应具有的性能

[10]:1接近费密能级的电子带应具有很多远离Brillouin区界的能谷；2原子序数大，且具有大量的自旋轨道偶；3成分由两种以上的元素组成；4元素间的负电性差很低；5晶胞尺寸大；6能带间隙出等于10四7；提实际热电工作温度.室温下，K均＜

0.3eV.假如满意条件14材料将具有高的载流子迁移率；满意条件235材料将有低的热导率；满意条件16可以获得高的Seebeck系数或温差电势.此外，条件⑹也表明，在温度较低的状况下7K300K热电材料应具有较低的能带间隙.对于高温工作如发电模式下，应使用高能带间隙的热电材料.热电材料的将来在生活四周有很多耗费能源所生成、却又被废弃的热能，例如汽车尾气、工厂锅炉排放的气体等等假如能将这些热能善加采用，即可成为再次使用的能源，而热电材料与技术，就是采用温差来发电的关键电能是最广泛使用的最为便利的能源形式但是如今发电的主要形式还是化石能源，这些能源的使用在给我们带来了便利的同时，也带来了一个全球关注的环境问题环境问题是新世纪人类面临的最严峻的挑战之一现代制冷技术无疑给人们生活带来了很多便利，试想，假如现在没有了冰箱和空调，我们的生活将有多大的不便但是，从上个世纪八十年月以来，人们渐渐熟悉到氟里昂制冷剂所带来的环境问题，国际上普遍限制其的使用使用热电材料制冷就是一种很环保的方法热电材料的应用不需要使用传动部件，工作时无噪音、无排弃物，和太阳能、风能、水能等二次能源的应用一样，对环境没有污染，并且这种材料性能牢靠，使用寿命长，是一种具有广泛应用前景的环保材料现在市面上有一种移动型冰箱，适用于旅行郊游时冰冻饮料及食品保存等这种冰箱的特色除了便利携带外它并不使用压缩机，没有噪音，天气冷时还可摇身一变成为保温器隐身在这种冰箱后的核心技术，就是里面的热电材料热电材料的应用很奇妙，它通入电流之后会产生冷热两端，故可以用来冷却也可以用来保温而假如同时在两端接触不同温度时，则会在内部回路形成电流温差越大产生的电流越强，这就启发了一种新思维用热电材料接收外界热源来产生电力这种概念并不是空中楼阁，目前日本和德国都己开发出采用人体体温与外界环境温度差异，进而产生电力来驱动手表近年来由于在技术上热电材料性能的不断提升，及环保等因素，采用热电转换技术，进一步将大量废热回收转为电能的方式，普遍得到日、美、欧等先进我国的重视低温余热、特殊是140℃以下的废热再采用，增加了热电发电的竞争力，一些新兴应用争论诸如垃圾焚烧余热、炼钢广的余热、采用汽车以及发动机尾气的余热进行热电发电，为汽车供应帮助电源的争论也正在进行，并且有部分成果己实际应用，信任在不久的将来会广泛使用美国全球热电材料公司是全球最大的热电发电器供应商，他们开发过以自然气或丙烷为燃料之发电设施，并依产品尺寸可发出15-550W的电力，做为小型发电机及偏远地区电源使用此外美国国防部，还在喷射推动试验室从事多段功能热电材料研发在日本，新能源产业技术总合开发机构NEDO投入巨额资金研发各种高效热电材料做为各式排放热能发电采用此外，日本业界如久保H1公司开发一种热电转换装置，能把300C以下低废热转换为电能，是把垃圾燃烧时产生的废热通过热交换，将其做为高温部分，把工厂管道的冷却水做为低温部分，采用两者温差经热电转换装置即可进行发电，当温差为260℃时，发电功率可达640%在车辆排气发电方面，尼桑公司研发最为乐观，估计采用占总废热30%之排气热能供应发动机帮助电源，每台车约能有200W的电力回充电瓶，可削减5%之燃油支出在瑞典，其北部采用烧柴取暖炉所产生的热量，可用以发电并替代昂贵的汽油马达发电机英国的威尔士高校建立了低温废热的原型热电系统英、德等国争论采用太阳光集热板或聚焦镜方式供应高温热源，如德国DLR公司采用直径

1.5米碟型共聚焦器，制成300℃的热源以供热电发电用在低温电力应用上，德、日等国都已有以人体体温为热源之手表问世，只要皮肤与衣服之间有5℃以上的温差，即可产生微瓦之功率，将来在手机、掌上型电脑等微型电子产品上均可使用世界各国在推动热电转换技术应用的同时，也在不断地进行着新型高性能热电材料的争论和探究假如将热电材料技术应用于上述的大规模电厂发电或普遍的制冷器，那么我们的生活环境将大为改观近年来，各种高性能的热电材料相继被发觉，我们有理由信任，随着科学的进步，热电材料的大规模应用并不是一个可望而不行及的幻想半导体热电材料制冷原理及其在医学上的应用半导体制冷与传统的压缩气体制冷方法不同的是它没有制冷剂，无简单的运动机械部件和管路其优点为外型尺寸小、重量轻、无机械运动摩擦、无噪声、可精确掌握、可平移调整温度工况与制冷量不存在由于制冷剂泄露而引起的气污染，其维护简洁，使用管理便利，在很多领域尤其是在医疗领域中有厂泛的应用

1.半导体热电材料的制冷原理半导体制冷又称热电制冷或温差电制冷，主要是采用热电效应中的帕耳帖效应达到制冷目的帕耳帖效应是指在两种不同材料构成的回路上加上直流电压，相交的结点上会消失吸热或放热的现象因此，在由A有最佳热电转换特1目的半导体热电材料组成的P—N结两端，加上肯定的直流电压，采用半导体热电材料的特性就可以实现制冷或制热功能如卜.图为半导体热电单元制冷原理图当电流的极性如图所示时，电子从电源负极动身，经金属片B、结点4P型半导体、结点

3、金属片A、结点2N型半导体、结点

1、金属片Bz再回到电源的正极但是P型半导体的多数载流子为空穴，其空穴电流方向与电子相反而空穴在金属中所具有能量低于在P型半导体中所具有的能量因此空穴在电场的作用下由金属片A通过结点3到达P型半导体时，必需增加一部分能量但是空穴白身无法增加能量，只有从金属片A处汲取能量，并且把这部分热能转变成空穴的势能，因而使金属片A处的温度降低而当空穴沿P型半导体经结点4流向金属片B时，由于P型半导体中空穴能量大于金属B中空穴的能量，因而空穴要释放出多余的势能，并巨将其转变为热能释放出来，则使金属片B处温度提升而图中右半部分是由N型半导体与金属片A和金属片B:相连N型半导体的多数载流子为电子，而电子在金属中的势能低于在N型半导体中所具有的势能在电场的作用下，电子从金属片A通过结点2到达N型半导体时必定要增加势能，而这部分势能只能从金属片A处取得，结果金属片A处的温度必定会降低而当电子从N型半导体经结点1流向金属片B:时，因电子由势能高处流向势能低处，因此在金属B:处释放能量使之转变为热能释放出来，则使金属片B处温度提升半导体热电单元制冷原理图综上分析，金属片A处的温度在此电流状态下温度会降低而成为冷端，因而低温的金属片A便从四周介质汲取热量而使四周介质得到冷却；金属片B1和B2处由于我流子的释放能量而使之的温度提升，成为热端，在制冷过程中热端所产生的热量必需排走2半导体热电材料在医学上的应用

2.1半导体制冷运血箱战时保障血液的准时供应和输注，对于抗休克、抢救危重伤病员和提高治愈率是特别重要的在将来高技术局部战斗条件下，由于新武器的不断消失和使用使伤情更加严峻和简单，这必将导致用血量的成倍增加现代化战斗具有立体性和多维性，造成卫勤保障在空间和时间上的广延性，使血液的储存和运输需要更长的时间因此要求血液运输箱具有性能好、容量大、保温时间长而半导体制冷运血箱虽然能量转换效率低于压缩机制冷运血箱，但是它具有制冷和制热功能，适合存热带和寒冷她区仲用此外其抗震性强，适合在野战条件下使用它重量轻，适合携带无污染，符合环保要求

2.2冷敷仪口前医院里给发烧病人降温的大多是冰袋或化学反应袋，它们在使用中降温速度难以掌握，冰溶化后不能再保持低温，而且需要准时更换，这增加了护理人员的工作量采纳以半导体制冷技术为制冷源，发挥其功率小、易掌握、降温速度可调、直接制冷等特点用它制造的冷敷仪可以在5min内从室温降低到493而且连续运转并保持低温，同时还可以降低护理人员的工作量经临床使用，效果良好，并且比冰袋要舒适，达到给发烧病人冷敷降温的目的

2.3冷冻切片机•般的冷冻切片机采纳（10做制冷剂，制冷温度仅达到一10℃左石，而目降温速度慢，冷冻前还要将样品做预处理，切片过程耗时过长由于生物组织的冷冻硬度会直接影响切片效果，组织硬度乂随温度的提升而降低又由于冷冻速度慢，切片时会消失冰品或组织细胞被破坏的现象，因此影响了切片的质量而采纳半导体制冷技术制成的冷冻切片机其生物组织的冷冻速度快、温度低，能够在儿分钟内将生物组织的温度降低到-5OC—600C而且具有操作简洁便利，切片速度快，切片质量高等特点

2.4呼吸机气泵是呼吸机的重要部件，它向呼吸机供应干燥、清洁的气体一般是将气体冷却和降温后，再通过汽水分别器将冷凝水分别出来，以达到干燥气体的目的与传统的风冷方式制冷的一般国产气泵相比，半导体制冷气泵具有体积小、结构简洁、无噪声，冷凝速度快以及冷凝效率高等特点，因此广泛应用于高档呼吸机气泵中例如西门子900—C呼吸机等（3]

02.5Nd:YAG激光手术器其特点是输出功率大，可以对病变组织细胞进行切割和汽化1司伟士被Nd:YAG激光手术器治疗过的溃疡组织和肿瘤4H织对该种溃疡和肿瘤具有免疫力，因而Nd:YAG激光手术器近年来广泛应用于临床治疗然而Nd:YAG激光手术器的输出功率大，因此有大部分的能量要转化为热量而耗散掉，因此必需保证激光腔体充分散热，才能保证Nd:YAG激光手术器止常工作目前Nd:YAG激光手术器普遍采纳水冷却激光腔体管子，因而均存在冷却系统浩大简单，操作烦琐等特点采纳半导体制冷技术的Nd:YAG激光手术器.其半导体制冷系统具有体积小、重量轻、使用便利、连续工作时间长等特点此外，.L还具有完善的温控报警装置，以爱护Nd:YAG激光管和半导体制冷器件的平安运行

2.6PCR仪PCR技术（聚合酶链反应）是靠酶触反应合成特异DNA片断的方法它由高温变性、低温退火、适温延长三个温度阶梯反复构成的热循环组成囚此PCR仪实际上是程序控温仪，又称基因扩增仪扩增效果与温度阶梯间的转换时间亲密相关，时间越短，扩增特异性越高，效果越好PCR仪的关键技术就是提高样品的温升（降）速度采纳一般加热或制冷技术，如红外线加热、电阻丝加热、风冷、水冷、压缩机制冷等，要达到抱负的扩增效果特别困难然而采纳半导体制冷技术的PCR仪不仅能够达到很好的扩增效果，而且还具有体积小、无噪音、温度调整范围大等特点这也是进DPCR仪技术核心所在英国LEP公司的PREM1H、瑞典PHARMAGA公司生产的GeneATAQ等均为采纳半导体制冷技术的PCR仪§

5.5太阳能光热复合系统工、光热复合发电系统太阳能光热复合发电系统采用了可见光和对于一般太阳能系统无用的红外线该系统通过菲涅耳透镜把太阳光分别为可见光线和红外线，可见光线经过反射作用于太阳能电池，红外线透过特殊镜头用于电热发电模块发电由于同时采用了可见光和红外线两种能源，发电效率高于现行太阳能发电的2倍该系统采用可能影响太阳能电池发电的热来发电，还采用了废热供应热水其光电和光热综合太阳能采用率达到了65%以上其中25%的能量被转换成电能，（21%通过太阳能电池，4%通过电热发电模块），40%作为热能收集

2、关于电热发电模块Hi-Z电热发电模块电热发电模块把热能通过温度梯度的形式转化成电能（塞贝克效应Do模块由按光热梯度挨次排列的几块热电偶组成，此热电偶由几块碎化钿半导体芯片组成具高转化率的材料是整个系统的关键系统采纳了美国Hi-Z公司的电热发电模块，这也是该模块第一次被应用在光电系统中Hi-Z电热发电模块主要应用领域在日本的汽车制造业，用来测试再次采用机动车废热设施的力量除此之外，美国政府将在06年投资在钢铁和铝锻造行业废热采用上的争论

3、参加机构太阳能光热复合发电系统是中日合作的争论项目，很多争论机构参加了开发争论活动

4、现阶段争论中日合作太阳能光热复合发电系统开头与2004年10先阶段的争论包括了武汉理工高校，日本宇宙航空争论开发机构和日本航空宇宙技术振兴财团主要争论对象是热电材料（纳米及梯度）和系统设计设施复合发电系统光热太阳能电池技术太阳能采用形式可见光+红外线+热能可见光+红外线+热能转化率25%35%成本（每瓦）¥7¥

16.5物理原理塞贝克效应隧道效应材料纳米及梯度热电材料的争论高端纳米材料优点低成本高转化率副产品热水日本日本宇宙航空争论开发机构（JAXA）项目管理，系统设计日本航空宇宙技术振兴财团（JAST）系统制作，操作，评估东芝Toshiba多系统电子掌握，系统设计日本东北高校TohokuUniversity太阳能电池和光热发电模块的热疲惫分析三菱综合争论所（MRI）市场调查中国武汉理工高校纳米及梯度热电材料的争论清华高校电极与热收集材料的争论上海硅酸盐争论所长久型低温热电组件。