導讀：當今，化石能源短缺和環境污染問題凸顯，能源的多元化和高效多用成為解決能源與環境問題的個重要途徑。作為種綠色能源技術和環保型制冷技術熱電轉換技術受到學術界和工業界的廣泛關注。熱電轉換技術是用材料的塞貝克效應與帕爾貼效應將熱能和電能進行直接轉換的技術，包括熱電發電和熱電制冷。這種技術具有系統體積小、可靠性高、不排放污染物、適用溫度范圍廣等點。熱電器件可以實現熱能和電能的直接轉換，在廢熱回收和固態制冷域具有重要的研究價值，對熱電發電器件的能量轉換效率進行準確測量是評價熱電材料和器件性能的重要基礎。

       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換效率測量系統PEM-2。該設備可測量熱電材料產生的電量及熱電轉換效率η（通過產生的電量和熱流來獲得）。為盡快滿足用戶的科研需求，Quantum Design中國公司調集技術力量，在滿足防疫要求的前提下與用戶緊密合作，順完成了設備的安裝工作，所有技術指標均符合要求，設備正式交付使用。熱電材料能夠實現熱能與電能的直接轉換，具有重要的實用價值，熱電轉換效率是衡量熱電材料這種轉換能力的個重要指標，對熱電材料的產業化具有重要的指導意義，熱電轉換效率測量系統PEM-2是能有效測量該指標的儀器。

      PEM-2主機外觀                                     ;    Quantum Design中國公(gong)司(si)

         ;                                                                 工程師(shi)為客戶介紹設備

       熱電轉換(huan)效率測(ce)量(liang)系統(tong)PEM-2通(tong)過(guo)(guo)高(gao)精度(du)(du)的(de)(de)紅外線(xian)金(jin)面反(fan)射爐可(ke)快速完(wan)成性(xing)能評估和(he)耐(nai)力測(ce)試，可(ke)以實現熱穿透(tou)測(ce)量(liang)，加熱過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)，通(tong)過(guo)(guo)氣缸加載可(ke)以保持接觸表(biao)面的(de)(de)熱阻穩(wen)定(ding)。在測(ce)試過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)，僅通(tong)過(guo)(guo)設(she)置軟件即可(ke)自(zi)(zi)動(dong)(dong)完(wan)成溫度(du)(du)穩(wen)定(ding)性(xing)的(de)(de)判斷、自(zi)(zi)動(dong)(dong)調節熱電發電模塊的(de)(de)負(fu)載以及自(zi)(zi)動(dong)(dong)控制(zhi)溫度(du)(du)測(ce)量(liang)，操作十分便捷。PEM-2支持3種樣品尺(chi)寸(cun)，分別為20 mm×20 mm、30 mm×30 mm、40 mm×40 mm，用戶可(ke)以根據自(zi)(zi)己(ji)的(de)(de)研究需(xu)要選擇樣品單元的(de)(de)大小。

 40mm × 40mm樣品(pin)單元

       PEM-2自推出以來，廣受熱(re)電域科研工作者(zhe)的關注，目前國內裝機量已近10臺。近期，南方科技(ji)大學(xue)物理系講(jiang)席教(jiao)授何佳清團(tuan)隊在n型Bi₂Te₃材料(liao)中(zhong)復合過(guo)量的(de)(de)Te單質(zhi)，通過(guo)燒結(jie)使Te單質(zhi)熔化流出，在基體中(zhong)引入(ru)位錯(cuo)。此(ci)外(wai)，還復合摻雜了(le)(le)Sb元素，使材料(liao)中(zhong)同時(shi)存在多(duo)種缺陷，從而(er)達到了(le)(le)降低熱(re)導率(lv)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)，顯著提高(gao)ZT值。使用此(ci)材料(liao)制備(bei)的(de)(de)熱(re)電(dian)轉換器件，實現(xian)了(le)(le)3.7 W的(de)(de)大輸出功率(lv)及6.6%的(de)(de)轉換效率(lv)，相關成果以“Realizing Record High Performance in n-type Bi₂Te₃-Based Thermoelectric Materials”為題(ti)在Energy & Environmental Science發表^[1]。該工作中熱電轉換器件的大輸出功率（Pmax）及轉換效率（η）均使用PEM-2測得。

       熱電轉換效率測量系統PEM-2為日本Advance Riko, Inc.生產。日本Advance Riko公司已業從事“熱”相關技術和設備的研究開發近60年，并直走在相關域的前端，為各地的科學研究及生產活動提供了諸如紅外加熱、熱分析/熱常數測量等系統。2018年初，Quantum Design 中國公司將日本Advance Riko公司的新款進熱(re)電(dian)材料測(ce)試設(she)備：小型熱(re)電(dian)轉換效率(lv)測(ce)量(liang)(liang)系統(tong)Mini-PEM、塞貝克(ke)系數/電(dian)阻測(ce)量(liang)(liang)系統(tong)ZEM、熱(re)電(dian)轉換效率(lv)測(ce)量(liang)(liang)系統(tong)PEM及(ji)大(da)氣(qi)環境下(xia)熱(re)電(dian)材料性能評(ping)估系統(tong)F-PEM引進中國。

       2018年7月，Quantum Design中國與日本Advance Riko達成協議，作為其熱電材料測試設備在中國的代理商繼續合作，攜手將日本Advance Riko進的熱電相關設(she)備介紹到中(zhong)國。

       目前，所有中國用戶購買的日本Advance Riko熱電產品，均由Quantum Design中國公司的工程師團隊負責安裝及售后服務。同時，Quantum Design 中國公司在日本Advance Riko公司的協助下，在北京建立部分熱電設備示范實驗室和用戶服務中心，更好的為中國熱電技術的發展提供設備支持和技術服務。

參考文獻：

[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