Peltier系数的稳态法和瞬态法测量

在热电效应的研究中,Kelvin关系建立了 Seebeck系数与Peltier系数之间的桥梁,它将热电材料的制冷与发电性能纳入了统一的评价体系,并且大大地简化了热电性能测量的过程.然而非线性Peltier效应的理论研究以及部分实验研究表明,Seebeck系数与Peltier系数之间不一定满足Kelvin关系.Peltier系数的精确测量是验证Kelvin关系以及研究非线性Peltier效应的基础,但目前其实验研究较少.本文基于低温电输运测试平台搭建一种采用悬臂梁结构的Peltier系数测量装置.通过测量通电后Bi2Te3块体样品表面沿热流方向相邻两点的温差,得到通电前后的稳态温差以及通电过程中温差随时间的瞬态变化的曲线,利用稳态法和瞬态法分别得到Peltier系数.通过测量,不仅仅可以得到材料的Peltier系数,还能得到测量接触点的界面电阻等信息.研究表明,在各温度下,稳态法和瞬态法测量的Peltier系数是可以相互印证的,验证了本实验中测量装置和方法的可靠性.碲化铋样品Peltier系数的测量值与Kelvin关系式计算的理论值随温度的变化趋势是一致的,测量值比理论值约大20％.