热电材料选型与发电系统设计

📚 共计 30 章节
01
热电效应基础
Seebeck·Peltier·Thomson效应,ZT定义与物理意义
核心理论ZT
02
热电材料分类
Bi₂Te₃·PbTe·SiGe·氧化物·方钴矿·Half-Heusler·有机
传统合金新兴材料
03
材料性能参数测量
电阻率·Seebeck·热导率·霍尔效应测试原理
实验方法表征
04
材料优化策略
能带·声子·纳米化·缺陷·复合材料协同
能带工程纳米
05
热电发电器件结构
π型·环形·平板·电极接触与界面工程
器件设计界面
06
热源特性分析
工业余热·汽车尾气·地热·太阳能·温度匹配
热源温度区间
07
冷端散热设计
自然对流·风冷·水冷·热管·接触热阻
热管理散热
08
最大功率点跟踪
阻抗匹配·MPPT算法·扰动观察·电导增量·DC-DC
MPPT电力电子
09
系统效率评估
卡诺效率·热电转换·系统总效率·能量平衡
效率热力学
10
热电器件建模
SPICE等效电路·COMSOL/ANSYS仿真·性能预测
仿真建模
11
材料数据库构建
ZT·Seebeck·电导率·热导率·数据可视化
数据库可视化
12
选型决策算法
多目标优化·NSGA-II·TOPSIS·材料-热源评分
算法决策
13
低品位热能回收
<150℃余热·Bi₂Te₃模块·工业烟道气案例
余热低温
14
中温区发电系统
300-600℃·PbTe·方钴矿·汽车尾气回收
中温尾气
15
高温区发电系统
>600℃·SiGe·Half-Heusler·RTG空间电源
高温RTG
16
柔性热电器件
有机-无机薄膜·可穿戴·人体体温发电
柔性可穿戴
17
微型热电器件
MEMS工艺·微瓦级·物联网传感器自供电
MEMS微能源
18
热电器件可靠性
热应力·热循环·界面扩散·失效机制
可靠性失效
19
成本与经济性分析
材料成本·制造成本·LCOE·投资回收期
经济性LCOE
20
系统集成与控制
串并联设计·热管理·负载匹配策略
集成控制
21
实验设计方法
正交实验·响应面法·工艺参数优化
DOE优化
22
机器学习辅助选型
神经网络预测ZT·随机森林·材料基因组
机器学习AI
23
热电-光伏混合系统
光谱分频·拓扑结构·全天候发电
混合系统光伏
24
热电-压电混合系统
振动-热能协同·能量管理电路
压电能量收集
25
热电制冷应用
Peltier制冷片·散热设计·精密温控
制冷温控
26
空间与国防应用
RTG设计·深空探测·军用便携电源
空间国防
27
汽车热电回收
排气集成·热交换器·燃油经济性
汽车节能
28
工业余热回收
钢铁·水泥·玻璃·模块化系统
工业余热
29
热电系统测试标准
IEC 62830·测试平台·数据采集分析
标准测试
30
前沿与展望
拓扑材料·低维·量子限制·热电-储能一体化
前沿展望