文 献 综 述
一、热电材料的研究背景
随着人类社会的高速发展，能源的消耗越来越大，在这些能源的消耗过程中,会伴随着大量废弃热能的产生，例如，据报道美国每年有20～50%的工业能源被以热能的形式耗散出去[1],我国也是能源消耗大国. 而且，能源是经济发展的源动力，是决定经济发展以及人们生活质量的重要因素。以石油为代表的能源不仅影响着世界政治格局，还关系到世界的和平和安宁，能源是人类赖以生存的物质基础，因此能源问题也越来越引起人们的重视。21世纪以来，随着经济全球化的不断发展，全球的工业化产业发展也越来越蓬勃，特别是发展中国家。然而持续的工业化发展也带来了许多问题，经济和社会的不断发展使得我们对能源的需求不断增大，特别是一些传统的能源，例如煤、石油，天然气等。大量的石油开采和使用传统能源所带来的环境污染问题与石油枯竭问题已经成为我们不得不面对的严峻问题。因此，有效地循环利用这些废热，使其变废为宝，寻找新的可替代能源成为一项新的研究，越来越得到大家的关注。
二、热电材料简介
热电材料（Thermoelectric Materials）就是一种可以实现热能与电能之间直接相互转化的材料，利用它们可以对这些废热加以收集、转化，并进而实现高效的利用[2]。另一方面，利用热生电效应的逆过程——珀尔帖（Peltier）效应，也可以实现对集成电路、大功率半导体激光器以及极低温的超导和红外探测等方面器件的高效、方便的制冷[3]。
三、热电材料的研究现状
在20世纪初期，德国科学家Alenkirch[4]发现了热电性能主要与三个因素有关：Seebeck系数、电导率和热导率。这三个热电性能参数通过公式联系起来，用性能指数ZT[5]来表示，即：ZT=S2sigma;T/К。公式中，S为塞贝克系数；К为热导率；sigma;为电导率.
材料按照导电特性来分，可以分为导体材料、半导体材料以及绝缘体材料。金属材料具有良好的导电性，但同时它的热导率很高，塞贝克系数较小，这对于热电材料来说是很不利的；绝缘材料具有较小的热导率和较大的塞贝克系数，但它的导电性能很差，也是不够理想。从材料分布上看，具有良好热电性能的材料一般居于窄帯隙半导体到弱金属性材料的范围内[6]。
从二十世纪四十到六十年代，该领域的研究主要集中在对Bi2Te3体系材料的研究，这类材料已经得到了一定的商业化利用[7]；到了二十世纪中后期，人们发现PbTe和SixGey体系[8]也具有良好的热电性能。进入21世纪，对热电材料的研究取得了较大的进步，研究领域主要在以下几个方面：
- 一些典型热电体系的研究和改进，如CoSb3体系中通过引入碱土和稀土粒子能显著的提高该体系的ZT值，PbTe通过混合Ag和Sb元素也能实现ZT值的显著提高[9]。
- 随着纳米和薄膜技术[10]的提高，将这两种技术运用到热电材料的研制和改进可以得到ZT值的一个较快增长。
- 新颖热电化合物的探索与合成，随着对热电结构与机制的渗入研究，一些新颖的化合物，比如Zintl相化合物，也可能具有良好的热电性能。
四、热电效应及应用
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