中新網蘭州1月22日電 (戴文昌 張玉璽) 近年來，新工藝、新理論不斷出現，促進了熱電材料的快速發展，出現了眾多高效能的新型熱電材料。而在所有熱電材料中，碲化鉍基晶體材料是一種目前在廣泛套用的熱電材料。
圖為人體體溫發電演示儀。 戴文昌 攝
熱電材料是一種將熱能和電能相互轉換的功能材料，能量轉換無需化學反應或流體介質。在發電和制冷過程中無噪音、無磨損、無泄露、移動方便、使用壽命長、安全可靠。因此在空調變冷、日常穿戴、空間探索、軍事、邊遠地區供電和廢熱發電等多個領域得到廣泛套用。
那麽，它是如何相互轉換的呢？甘肅金川六族新材料套用科技有限公司總經理韓文林介紹說，在熱電器件的兩個導線端通以直流電，利用熱電材料的珀爾貼效應，在熱電器件的一個表面會吸收熱量，從而達到變冷的效果。同時，熱電器件吸收的熱量會從另外一個表面釋放出來，起到散熱或加熱的效果。
甘肅金川六族新材料套用科技有限公司以粗硒、碲化銅及其它稀散金屬為原料，透過提純精餾、熔煉合成等工藝生產熱電化合材料，化合材料經制粉改性、熱壓成型等工藝制備出熱電功能材料。熱電功能材料再經切片、制粒、合模、組裝等十余道工序，最終完成熱電器件的生產。
圖為生產出的熱電器件(半成品)。戴文昌 攝
「有熱源的地方也可以實作溫差發電。」韓文林說，熱電器件的兩個表面分別接觸兩種不同的溫度，這個溫度差就會在熱電器件中產生塞貝克效應，並產生與溫度差相對應的電動勢，熱電材料就成為一種可以把熱能直接轉換為電能的環保能源材料。
隨著熱電器件套用計畫的不斷開發，碲化鉍基晶體材料效能高低對熱電器件效能會產生決定性影響，要求碲化鉍基晶體的無因次優值系數Z大於1.0，機械強度和材料利用率必須在現有技術指標條件下大振幅提高。
韓文林說，隨著物聯網的迅速發展，傳感器或者內建電源的傳感器將是物聯網中的一個關鍵部件。毋庸置疑，碲化鉍基熱電材料以及用碲化鉍基材料制造的熱電器件會受到更多的重視，套用範圍會更加寬廣。
圖為工人在篩選碲化鉍基晶體材料。戴文昌 攝
碲化鉍基晶體材料是由碲、鉍、銻、硒按一定的比例，經過稱量配料、真空封管、熔煉合成、精磨細粉、真空退火、熱壓成型，最後制成具有熱電效能的碲化鉍基熱電晶棒。
韓文林表示，隨著奈米技術的發展以及各種柔性工藝的開發，碲化鉍基熱電材料將在人體發電和穿戴式裝置的套用方面得到廣泛套用，從而把熱電行業帶領到一個更為寬廣的套用領域。(完)
