導(dǎo)讀：當(dāng)今,，化石能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題凸顯,，能源的多元化和高效多用成為解決能源與環(huán)境問(wèn)題的個(gè)重要途徑。作為種綠色能源技術(shù)和環(huán)保型制冷技術(shù)熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注,。熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)是用材料的塞貝克效應(yīng)與帕爾貼效應(yīng)將熱能和電能進(jìn)行直接轉(zhuǎn)換的技術(shù),，包括熱電發(fā)電和熱電制冷。這種技術(shù)具有系統(tǒng)體積小,、可靠性高,、不排放污染物、適用溫度范圍廣等點(diǎn),。熱電器件可以實(shí)現(xiàn)熱能和電能的直接轉(zhuǎn)換,，在廢熱回收和固態(tài)制冷域具有重要的研究?jī)r(jià)值，對(duì)熱電發(fā)電器件的能量轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量是評(píng)價(jià)熱電材料和器件性能的重要基礎(chǔ),。

       近日,，我司在深圳市清潔能源研究院成功交付使用了熱電轉(zhuǎn)換效率測(cè)量系統(tǒng)PEM-2。該設(shè)備可測(cè)量熱電材料產(chǎn)生的電量及熱電轉(zhuǎn)換效率η（通過(guò)產(chǎn)生的電量和熱流來(lái)獲得）,。為盡快滿(mǎn)足用戶(hù)的科研需求,，Quantum Design中國(guó)公司調(diào)集技術(shù)力量，在滿(mǎn)足防疫要求的前提下與用戶(hù)緊密合作,，順完成了設(shè)備的安裝工作,，所有技術(shù)指標(biāo)均符合要求，設(shè)備正式交付使用,。熱電材料能夠?qū)崿F(xiàn)熱能與電能的直接轉(zhuǎn)換,，具有重要的實(shí)用價(jià)值，熱電轉(zhuǎn)換效率是衡量熱電材料這種轉(zhuǎn)換能力的個(gè)重要指標(biāo),，對(duì)熱電材料的產(chǎn)業(yè)化具有重要的指導(dǎo)意義,，熱電轉(zhuǎn)換效率測(cè)量系統(tǒng)PEM-2是能有效測(cè)量該指標(biāo)的儀器。

      PEM-2主機(jī)外觀                                         Quantum Design中國(guó)公司

                                                                          工程師為客戶(hù)介紹設(shè)備

       熱電轉(zhuǎn)換效率測(cè)量系統(tǒng)PEM-2通過(guò)高精度的紅外線金面反射爐可快速完成性能評(píng)估和耐力測(cè)試,，可以實(shí)現(xiàn)熱穿透測(cè)量,，加熱過(guò)程中，通過(guò)氣缸加載可以保持接觸表面的熱阻穩(wěn)定,。在測(cè)試過(guò)程中,，僅通過(guò)設(shè)置軟件即可自動(dòng)完成溫度穩(wěn)定性的判斷、自動(dòng)調(diào)節(jié)熱電發(fā)電模塊的負(fù)載以及自動(dòng)控制溫度測(cè)量,，操作十分便捷,。PEM-2支持3種樣品尺寸,，分別為20 mm×20 mm、30 mm×30 mm,、40 mm×40 mm,，用戶(hù)可以根據(jù)自己的研究需要選擇樣品單元的大小。

 40mm × 40mm樣品單元

       PEM-2自推出以來(lái),，廣受熱電域科研工作者的關(guān)注,，目前國(guó)內(nèi)裝機(jī)量已近10臺(tái)。近期,，南方科技大學(xué)物理系講席教授何佳清團(tuán)隊(duì)在n型Bi₂Te₃材料中復(fù)合過(guò)量的Te單質(zhì),，通過(guò)燒結(jié)使Te單質(zhì)熔化流出，在基體中引入位錯(cuò),。此外,，還復(fù)合摻雜了Sb元素，使材料中同時(shí)存在多種缺陷,，從而達(dá)到了降低熱導(dǎo)率的目的,，顯著提高ZT值。使用此材料制備的熱電轉(zhuǎn)換器件,，實(shí)現(xiàn)了3.7 W的大輸出功率及6.6%的轉(zhuǎn)換效率,，相關(guān)成果以“Realizing Record High Performance in n-type Bi₂Te₃-Based Thermoelectric Materials”為題在Energy & Environmental Science發(fā)表^[1]。該工作中熱電轉(zhuǎn)換器件的大輸出功率（Pmax）及轉(zhuǎn)換效率（η）均使用PEM-2測(cè)得,。

       熱電轉(zhuǎn)換效率測(cè)量系統(tǒng)PEM-2為日本Advance Riko, Inc.生產(chǎn),。日本Advance Riko公司已業(yè)從事“熱”相關(guān)技術(shù)和設(shè)備的研究開(kāi)發(fā)近60年，并直走在相關(guān)域的前端,，為各地的科學(xué)研究及生產(chǎn)活動(dòng)提供了諸如紅外加熱、熱分析/熱常數(shù)測(cè)量等系統(tǒng),。2018年初,，Quantum Design 中國(guó)公司將日本Advance Riko公司的新款進(jìn)熱電材料測(cè)試設(shè)備：小型熱電轉(zhuǎn)換效率測(cè)量系統(tǒng)Mini-PEM、塞貝克系數(shù)/電阻測(cè)量系統(tǒng)ZEM,、熱電轉(zhuǎn)換效率測(cè)量系統(tǒng)PEM及大氣環(huán)境下熱電材料性能評(píng)估系統(tǒng)F-PEM引進(jìn)中國(guó),。

       2018年7月，Quantum Design中國(guó)與日本Advance Riko達(dá)成協(xié)議,，作為其熱電材料測(cè)試設(shè)備在中國(guó)的代理商繼續(xù)合作,，攜手將日本Advance Riko進(jìn)的熱電相關(guān)設(shè)備介紹到中國(guó)。

       目前,，所有中國(guó)用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)的日本Advance Riko熱電產(chǎn)品,，均由Quantum Design中國(guó)公司的工程師團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)安裝及售后服務(wù)。同時(shí),，Quantum Design 中國(guó)公司在日本Advance Riko公司的協(xié)助下,，在北京建立部分熱電設(shè)備示范實(shí)驗(yàn)室和用戶(hù)服務(wù)中心,，更好的為中國(guó)熱電技術(shù)的發(fā)展提供設(shè)備支持和技術(shù)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]. Bin Zhu, Xixi Liu, Qi Wang, Yang Qiu, Zhong Shu, Zuteng Guo, Yao Tong, Juan Cui, Meng Gu and Jiaqing He, Realizing Record High Performance in n-type Bi2Te3-Based Thermoelectric Materials, Energy & Environmental Science 2020, 13, 2106-2114