塞系数电阻分析系统

2019年3月，Quantum Design中国子公司（以下简称QDC）顺利完成清华大学材料学院的塞贝克系数/电阻测量系统ZEM的安装验收工作，QDC工程师紧接着对用户进行了相关知识和设备操作的全面培训。这是清华大学所采购的六套塞贝克系数/电阻测量系统ZEM系列产品。 由日本ADVANCE RIKO公司生产的塞贝克系数/电阻测量系统ZEM可实现对金属或半导体材料的热电性能的评估，材料的塞贝克系数和电阻都可以用ZEM直接测量。该设备采用温度控制的红外金面加热炉和控制温差的微型加热器，因此能实现实验过程中的无污染控温。同时，设备全自动电脑控制，允许自动测量消除背底电动势，拥有欧姆接触自动检测功能。除ZEM标准配置外，还可根据用户不同需求定制高阻型，增加薄膜测量选件、低温选件等。 2018年7月，QDC与日本ADVANCE RIKO公司正式达成协议，作为其热电材料测试设备在中国的代理商继续合作，并将日本ADVANCE RIKO公司的相关设备在中国大陆、香港和澳门进行进一步推广。同时，QDC将在日本ADVANCE RIKO公司的协助下，在北京建立热电材料测试设备演示中心和技术服务中心，更好地为中国热电材料的发展提供产品展示、技术支持和售后服务。

导读：当今，化石能源短缺和环境污染问题凸显，能源的多元化和高效多利用成为解决能源与环境问题的一个重要途径。作为一种绿色能源技术和环保型制冷技术热电转换技术受到学术界和工业界的广泛关注。热电转换技术是利用材料的塞贝克效应与帕尔贴效应将热能和电能进行直接转换的技术，包括热电发电和热电制冷。这种技术具有系统体积小、可靠性高、不排放污染物、适用温度范围广等特点。热电器件可以实现热能和电能的直接转换，在废热回收和固态制冷领域具有重要的研究价值，对热电发电器件的能量转换效率进行测量是评价热电材料和器件性能的重要基础。 物联网（ IoT ，Internet of Things ）即“万物相连的互联网”，是互联网基础上延伸和扩展的网络，通过将射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，实现在任何时间、任何地点，人、机、物的互联互通。目前常用纽扣电池（coin cell）为物联网硬件供电，但由于高昂的更换费用及低可回收性，纽扣电池并不是一种理想电源。其他能量收集技术中，太阳能（solar cell）是一个可行方案且已经在某些领域中得到应用；另一种被广泛看好的技术为热电转换。如何将周围环境中的低温废热（473K）有效回收并转换为电能是热电转换技术能否大规模应用的关键。目前商用的热电转换模块（TEG）多使用Bi-Te基热电材料，但Bi及Te均为稀有元素且Te元素的毒性限制了其大规模应用，据测算，地壳中的全部Te元素无法满足百万兆别物联网硬件的供电，因此亟需寻找一种环境友好且可以大量生产的热电材料。与Bi-Te基热电材料相比，在473K以下有着良好热电转换表现的热电材料选择并不多，曾有报道指出，Mg-Sb基热电材料可部分应用于低温废热回收。近日，来自日本国立材料研究所（NIMS）及茨城大学（Ibaraki University）的研究人员使用低成本的Fe-Al-Si基热电材料（FAST）制备了热电转换模块，并对其热电转换特性进行了研究。分别使用两种方法制备的Fe-Al-Si基热电材料，并使用多种检测手段对其电学特性及热电转换性能分别进行了表征。图1 电导率（a, b）；塞贝克系数（c, d）；功率因子（e, f）与温度的关系（a, c, e: n-type b, d, f: p-type） 在进行了材料电输运特性的测试后科研人员随后采用了下图中的步骤制备了热电转换模块（TEG），并对其热电转换性能进行了测试。 图2 热电转换模块（TEG）制备流程经测试，使用Fe-Al-Si基热电材料制备的热电转换模块，其在室温及小温差条件（～5K）下的开路电压及输出功率数值均符合预期，并使用其为蓝牙通讯模块供电以验证其可靠性，更多测试结果请参考原文[1]。图3 热电转换模块（TEG）的开路电压及输出功率 以上工作中，材料的电导率、塞贝克系数使用日本Advance Riko公司生产的塞贝克系数/电阻测量系统ZEM-3测得，热电转换模块（TEG）的开路电压及输出功率使用日本Advance Riko公司生产的小型热电转换效率测量系统Mini-PEM测得。日本Advance Riko公司已专业从事“热”相关技术和设备的研究开发近60年，并一直走在相关领域的前端，为各地的科学研究及生产活动提供了诸如红外加热、热分析/热常数测量等系统。2018年初，Quantum Design 中国公司将日本Advance Riko公司的先进热电材料测试设备：小型热电转换效率测量系统Mini-PEM、塞贝克系数/电阻测量系统ZEM、热电转换效率测量系统PEM及大气环境下热电材料性能评估系统F-PEM引进中国。2018年7月，Quantum Design中国与日本Advance Riko达成协议，作为其热电材料测试设备在中国的代理商继续合作，携手将日本Advance Riko先进的热电相关设备介绍到中国。目前，所有中国用户购买的日本Advance Riko热电产品，均由Quantum Design中国公司的工程师团队负责安装及售后服务。同时，Quantum Design 中国公司在日本Advance Riko公司的协助下，在北京建立部分热电设备示范实验室和用户服务中心，更好的为中国热电技术的发展提供设备支持和技术服务。 参考文献：[1]. Yoshiki Takagiwa, Teruyuki Ikeda, and Hiroyasu Kojima, Earth-Abundant Fe−Al−Si Thermoelectric (FAST) Materials: from Fundamental Materials Research to Module Development, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 43, 48804–48810

导读：当今，化石能源短缺和环境污染问题凸显，能源的多元化和高效多利用成为解决能源与环境问题的一个重要途径。作为一种绿色能源技术和环保型制冷技术热电转换技术受到学术界和工业界的广泛关注。热电转换技术是利用材料的塞贝克效应与帕尔贴效应将热能和电能进行直接转换的技术，包括热电发电和热电制冷。这种技术具有系统体积小、可靠性高、不排放污染物、适用温度范围广等特点。近期，我司在西湖大学理化公共实验平台及上海交通大学材料学院连续成功交付使用了新一代塞贝克系数电阻测量系统-ZEM-3。该设备可实现金属或半导体材料的热电性能评估以及塞贝克系数和电阻的测量。其特的红外金面加热炉（高1000℃）和控制温差的微型加热器可实现温度的控制；整个测量过程由计算机全自动控制，能够在指定的温度下执行测量，允许自动测量消除背底电动势；并且ZEM-3还可实现欧姆接触自动检测功能（V-I曲线），不仅可以用创的适配器来测量薄膜，也可定制高阻型。Quantum Design中国子公司 工程师在为客户介绍设备 这两台设备于疫情期间运抵国内，为保证用户的科研使用需求，Quantum Design中国子公司调集技术力量，在满足学校防疫要求的前提下与用户紧密合作，于近日顺利完成了设备的安装培训工作，所有技术指标均符合要求，设备正式交付使用。西湖大学的设备已进入校设备共享平台，对校内外用户开放共享。目前，所有中国用户购买的ZEM系列产品，均由Quantum Design中国子公司的工程师团队负责安装及售后服务。同时，Quantum Design 中国子公司在日本Advance Riko公司的协助下，在北京建立部分热电设备示范实验室和用户服务中心，更好的为中国热电技术的发展提供设备支持和技术服务。 西湖大学理化公共实验平台网站截图 该设备为日本Advance Riko, Inc.生产。日本Advance Riko公司成立近60年来专业从事“热”相关技术和设备的研究开发，并一直走在相关领域的前端，为各地的科学研究及生产活动提供了诸如红外加热、热分析/热常数测量等系统。2018年初，Quantum Design 中国子公司引进日本Advance Riko公司的：小型热电转换效率测量系统Mini-PEM、热电转换效率测量系统PEM、塞贝克系数/电阻测量系统ZEM及大气环境下热电材料性能评估系统F-PEM等一系列先进热电材料测试设备。2018年7月，Quantum Design 中国子公司与日本Advance Riko达成协议，作为其热电材料测试设备在中国的代理商继续合作，携手将日本Advance Riko先进的热电相关设备介绍到中国。延伸阅读：为更好服务国内热电材料研究领域的客户，满足客户体验需求， Quantum Design中国子公司与日本Advance Riko公司携手推出厚度方向热电性能评价系统ZEM-d 免费样品测试活动。活动时间自即日至2020年9月30日止，如您有样品测试需求，欢迎通过留言、官方微信平台、电话010-85120280或邮箱info@qd-china.com联系我们，公司将有专人对接，与您协调具体的样品测试工作。