4. Решения 2014 года

Для наглядности представим решения, предложенные в 2014 года на главной ежегодной международной конференции по термоэлектричеству, прошедшей в США, штат Теннеси. Разделим материалы на три функциональные группы: низко-, средне-, высокотемпературные, в зависимости от температурных уровней, на которых они функционирую.

Низкотемпературные материалы(<600°C)

• Халкогениды на основе висмута р-типа (Bi,Sb)₂Te₃ и n-типа Bi2(Te,Se)3 остаются одними из лучших представителей термоэлектриков, работающих при температурах близких к комнатной.

• LaCoO₃ с добавлением Sr и Mg , La_1-xSr_xCo_1-xMg_xO₃ (x = 0, 0.025, 0.05, 0.1)

• Bi₂Te₃-SiC композитные ТЕ пленки, изготовленные в кислотной ванне.

• Соединения Bi_-Te с Cu,Ga₂Te₃,Sb,Se,In

• Полимерные органические пленки

• Полимерные композитые пленки с включениями нанопроволок Bi-Te и углеродных нанотрубок (УНТ)

• Bi_0.5Sb_1.5Te₃ композиты, полученные методом SPS и HPS

• Керамика CuMn_1+xO₂(x=0~0.2)

• Скуттерудиты на основе Ge (La_zPt_4-xNixGe_12-ySb_y)

• Bi-Te с включениями УНТ и меди

• Наноструктурные редкоземельные системы на основе железа и хрома для криогенного использования с высоким коэффициентом мощности

• Соединения на основе церия (CeCu₆ ,CeAl₃)

• PEDOT полимерные пленки, обработанные азотной кислотой

• Кристаллы на основе Bi-Te

Cтрана	Изучаемые и получаемые ТЕ материалы
США	Нанокомпозитные материалы на основе Te-Bi Материалы на основе Ce Al Pt Sb Соединения Mg
Китай	Полимеры органического происхождения Нанокомпозиты, полученные SPS HPS методами
Япония	Сплавы Bi-FeSi2 Органические полимеры Нетоксичные материалы на основе Al Органические полимеры, содержащие углеродные нанотрубки(УНТ) и растворимые полимеры
Корея	Халкогениды на основе Bi Bi-Te, полученный методом SPS Анизотропные соединения (Bi,Sb)2Te3 c нанопроволоками Bi
Малайзия	PEDOT полимеры Полимерные композиты с УНТ и нанопроволоками из Bi-Te
Тайвань	Керамические материалы на основе Cu-Mn-O2 Соединения Bi-Te, полученные методом SPS
Россия	Наноразмерные соединения на основе Bi-Sb-Te, Bi2Te3
Франция	Соединения Bi-Te с вклчениями УНТ и меди
Австрия	Cкуттерудиты на основе Ge
Германия	Соединения Mg и Si

Среднетемпературные материалы (600-1000°с)

• Дважды заполненные скуттерудиты (Ce_1-zYbzFe_3.5Ni_0.5Sb₁₂, La_1-zYb_zFe_4-xCo_xSb₁₂) на основе Ni-Sb Co-Sb, изготовленные путем инкапсулированного плавления и горячего прессования, ZT>1.

• Соединения магния: Mg₂X (X = Si, Ge, Sn), лучше всего проявляет свойства про 500-800°С, выгоден с точки зрения экономии и экологии

• Нанокристаллический BiAgSeS, электропроводность значительно улучшена за счет частичной замены S^2- на Cl^-: BiAgSeS_0.95Cl_0.05, ZT=1

• Новые клатраты изготовленные из нетоксичных нередких элементов: K₈Al₈Si₃₈, Ba₈Al₁₆Si₃₀

• Гибридные полимер/наноуглеродные материалы для пластичных изделий

• Твердые растворы Eu₇Cd₄Sb_8-xAs_x (x = 2, 3, 4 и 5) с изолирующими катионами, разделяющими механизмы переноса теплоты и заряда.

•Нанокомпозитный Yb_0.25Co4Sb12-Ag2_{- y}Sb_yTe_1+y ,составленный из микроразмерного Yb_0.25Co₄Sb₁₂ с нановключениями Ag_2-ySb_yTe_1+y методом горячего прессования.

• Клатраты I-типа: Rb₈Ga₈Si₃₈ , Cs₈Ga₈Si₃₈, Ba₈Ga₁₆Ge₃₀

• Многокомпонентная керамика LiNiO₂-NiO, BiCuSeO + Zn, LCuO-Sr

• Композиты PbTe/Ag, CoSi, CuFeS₂ , Cu₉Fe₉S₁₆

• Соединения ASO (AgSbO₃), LAST (PbTe-AgBiTe₂) , BLST (Bismuth-Lead-Silver-Tellurium)

• Материалы,изготовленные методом TE-PAS(плазменное спекание)

• Твердые растворы с различными нановключениями

• тонкие пленки Bi-Te, MgSi₂

• Композиты изготовленные методом горячего прессования порошков (в вакууме/в атмосфере благородных газов) и SPS

• Бинарные системы PbTe-CoSe₂

• Материалы, полученные методом холодного изостатичного прессования CIP

Страна	Представленный материал
Китай	•Заполненные скуттерудиты на основе CoSb3 •Соединения Mg c Si, Ge, Sn •BiAgSeS0.95Cl0.05 • AgSbTe2+Se • Yb0.25Co4Sb12-Ag2- ySbyTe1+y • (Mn0.7Fe0.3)22Si37 • Mn(Ge0.01Si0.99)1.75 • Cu2Sn0.9In0.1Se3 • Mg2.16(Si0.3Sn0.7)0.98Sb0.02 • BiCuSeO + Zn • VxCr1-xSi2 (x=0.005-0.02,y=0.005) • LaxGe1-xTe (x=0, 0.05, 0.10, 0.15) • CuxGe1-xTe (x=0, 0.05, 0.10, 0.15) • Cu3SbS3 • BiAgSeS
Япония	• K8Al8Si38 • LiNiO2-NiO • Ba8Al16Si30 • ASO • CuFeS2 , Cu9Fe9S16 • сплавы Mg2Si-Si, Mg2Si • пленки Mg2Si • RuGa2 • Cu26V2X6S32 (X = Ge, Sn) • скуттерудиты р-типа (La, Ba, Ga, Ti)x(Fe, Co)4Sb12 (x=0.8-1.0) •скуттерудиты n-типа (Yb, Ca, Al, Ga, In)x(Co, Fe)4Sb12 • PbTe с нановключениями коллоидного серебра
США	• Твердые растворы Eu7Cd4Sb8-xAsx (x = 2, 3, 4 и 5) • Hf0.5Zr0.5CoSb1-xSnx (x=0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3) • Rb8Ga8Si38 , Cs8Ga8Si38 • скуттерудиты на основе CoSb3 • PbSe • CuInTe2 , CuGaTe2 • Cu3SbSe4 • PbTe-CoSe2 • (PbTe)(1-x - y)(PbSe)x(PbS)y • Ag2Se0.5Te0.5
Корея	•Полимер/наноуглеродные гибриды • Bi0.975CuOSe
Тайвань	• Ba8Ga16Ge30 • PbTe • Cu2-xS
Германия	• пленки Bi-Te • PbTe-AgBiTe2 • сплавы Bi1-xSbx • MnTe
Малайзия	• заполненные скуттерудиты MnFe4Sb12 • Mg2(Si0.4Sn0.6)1-xTix (0<x<0.07)
Индия	• наноструктурное соединение n-типа Mg3Sb2 • жидкие полупроводники (Si, Ga, Ge, In, Sn, Tl, Bi ,Sb
Украина, Турция	• тонкие пленки Pb-Sb(Bi)-Te
Россия	• тонкие пластичные пленки Bi-Te
Франция	• BiAgSeS0.95Cl0.05 • CoSi

Высокотемпературные материалы(>1000°C)

Страна	Представленные материалы
США	•Соединения Si и Ge с добавлением YSZ(цирконий, стабилизированный иттрием) • Eu9Cd4Sb9 в соединении с Ag Au Cu • Керамика на основе ZnO cдобавлением С • Соединения Yb14MnSb11 с добавлением Se • тонкие пленки оксида цинка • Материалы,составленнве из чередующихся керамических и ТЕ пластин, соединенные золотом • соединения PbSe
Китай	• Соединения GeSi с добавлением Si3N4
Корея	• Соединения Na Co O2
Япония	• соединения Ti10Ru19B8 с добавлением Cu • Сульфиды (LaS)1+mTS2 (T= Cr, Nb)
Англия	Керамика на основе SrTiO3 – La1/3NbO3
Индия	Эффект частичной замены Nb титаном в соединении SrTiO3
Италия	• Композитные материалы на основе Ca3Co4O9-Co3O4, полученные методом SPS
Австралия	Соединения Sr2Fe2O5 и Ca2Fe2O5 Материал, составленный из FeO4 и FeO6 слоев, имеющих разную поверхность, что увеличивает рассеяние фононов

Список литературы:

[1] Булат Л.П., Ведерников М.В., Вялов А.П., Термоэлектрическое охлаждение, под редакцией Л.П.Булата, Спб.:СПбГУНиПТ, 2002г.

[2] Коганов Привин “Термоэлектрические тепловые насосы”

[3] КОДЕКАСА Маттео (IT), ПАСТОРИНО Джорджо (IT), патент от 27.06.2009 г.

[4]  Исмаилов Тагир Абдурашидович, Аминов Гарун Ильясович, Исмаилов Рустам Тагирович "Дагестанский Государственный Технический Университет" (ДГТУ) патент от 23.07.07.

[5] 61. Rol linger С N.. Sunderland J. E. Performance of thermoelectric heat pump with surface heat transfer. Solid-State Electronics, 1963

[6] Материалы ежегодной конференции ICT-2014