来源/（中财融商）
目录
一、微型半导体热电材料介绍
二、微型半导体热电芯片工作原理
（一）热电制冷
（二）热电发电
三、微型热电半导体应用市场
（一）微型热电半导体应用领域
四、国际竞争及企业介绍
（一）国际竞争情况
（二）竞争企业介绍
五、热电材料行业发展方向
（一）提高热电材料转换效率
（二）提高TEC生产工艺质量
(三）提升TEC芯片的高精度、高可靠性的封装技术
一、微型半导体热电材料介绍
热电材料是一种通过固体内部载流子的运动实现热能和电能之间相互转换的新能源材料。依据不同的工作温度，热电材料可分为低温体系、中温体系和高温体系三类。低温材料体系为碲化铋（分子式为BiTe3）及其合金，最佳工作温度在℃以下，被广泛用于热电制冷领域；中温材料体系为碲化铅、填充方钴矿、half-Heusler等化合物，工作温度区间为-℃，在汽车尾气和工业余废热回收方面具有潜在应用前景；高温材料体系主要为硅锗合金，最高工作温度区间可达℃以上，应用于深空探测卫星的同位素热电发电器等。除上述热电材料体系之外，近年来随着“电子晶体-声子玻璃”、能带工程、纳米工程、类液态效应等一系列新概念和新思想的提出，涌现出了一大批新型的高性能热电材料，包括Zintl相材料、笼合物、氧化物、Cu基化合物、SnSe等，极大地丰富了热电材料的研究。9世纪30年代，学者们对热电材料的研究主要集中于金属导体，但因多数金属的优值系数（ZT）极低，基于金属导体研制的发电系统工作效率仅约为%。直到0世纪30年代，具有较高ZT的半导体热电材料相继被发现，热电转化技术的研究再度被重视。到二十世纪五六十年代，由于空间技术发展对电源的需求，极大地推动了热电转化技术的研究，一批应用于地面、航天航空等领域的热电转化系统相继被研制出来，如：通用塞拉利昂皮卡配备W汽车余热热电转化系统为电力管理系统中的V和4V电池充电，也可以用于轻型卡车和乘用车；俄罗斯采用90Sr作为燃料研制额定输出功率为30W的“Beta-M”放射性热电转化系统。目前热电材料已经实现了产业化，在通信、家用电器、汽车等民用产品中得到了越来越多的应用。备注：ηmax是由n型和p型半导体组成的热电器件的最大效率，其中T、T分别为冷端和热端的温度。由上式可知最大效率ηmax决定于ZT(图中以TZ标注优值系数)，当ZT无穷大时热电转换效率趋近于卡诺热机效率。一般认为，当ZT值大于时，热电材料具有实用价值；当ZT值大于时，可适用于中等规模使用，如汽车废热发电；当ZT值大于3时，可以应用于大规模和大功率热电发电或制冷，如火电厂废热发电或者与太阳能联产发电。
二、微型半导体热电芯片工作原理热电转化技术利用功能材料的热电特性，可将热能与电能进行直接转化，是一种绿色、环保的节能技术。随着赛贝克Seebeck效应、珀尔帖Peltier效应和Thomson效应的相继发现，热电转化系统由于具有结构紧凑、无运动部件、使用寿命长、无液体泄漏等优点而备受