半导体温差发电国外发展动向及国内外技术发展对比－深度分析-电力行业-免费资讯-中国

　　一、温差半导体技术发展与国外动向
　　半导体温度发电器模块(Sem iconducto r Thermo2elect ricModule) 是一种利用温差直接将热能转化为电能的全固态能量转化发电装置, 它无需化学反应且无机械移动部分, 因而具有无噪音、无污染、无磨损、重量轻、使用寿命长等种种优点, 被广泛地用于工业余热、废热的回收利用、航天辅助电力系统等。随着能源的短缺及人们不断提高的环境保护意识, 特别是全球气候变暖问题, 半导体温差发电技术以其各种优点越来越引起人们的关注。
　　半导体温差发电模块是根据塞贝克效应制成的, 即把两种半导体的接合端置于高温, 处于低温环境的另一端就可得到电动势E:
　　E= As$T= As (T2- T1) (1)式中: As 为塞贝克系数, 其单位为VöK 或LVöK。塞贝克系数As 是由材料本身的电子能带结构决定的。
　　温差半导体发电技术的工作原理是在两块不同性质的半导体两端设置一个温差，于是在半导体上就产生了直流电压。温差半导体发电有着无噪音、寿命长、性能稳定等特点。可在零下40摄氏度的寒冷环境中迅速启动，因此在实际中得到越来越广泛的应用。
　　2004年5月，厦门留学人员创业园入驻的厦门纳米克热电电子有限公司“温差发电模块的研制”获得国家科技部2003年度科技型中小企业创新基金60万元无偿资助。这标志着半导体温差发电技术作为一种新的能源高技术在国家科技部的高度重视和大力推动下，进入了一个新的发展时期。温差发电是一种新型的发电方式，利用塞贝尔效应将热能直接转换为电能。以半导体温差发电模块制造的半导体发电机只要有温差存在即能发电。工作时无噪音、无污染，使用寿命超过十年，免维护，因而是一种应用广泛的便携电源。若两面温差能达到摄氏60度，则发电电压可达到3.5V，电流可达到3-5A。
　　半导体温差发电机目前主要用于油田、野外、军事等领域。如美国Teledyne Inc. 开发的军用、油田专用发电机年销售额超过十亿美元。该项目的另一市场化领域在于将发电装置用于太阳能、地热、工业废能等的利用，使热能直接转化为电能。另外，半导体发电模块体积小，重量轻，便于携带，可广泛用于小家电制造、仪器仪表、玩具及旅游业。
　　随着保护环境，节约能源的呼声越来越高，利用温差电组件发电可能是大方向，要达到半导体温差发电的目的需做到：
　　1、内阻小，否则功率输不出来；
　　2、耐高温；
　　3、长寿命。 下列型号价格参考:100元~~160元/只 注：电阻、高度及重量为参考值，重量中不包括软引线重量。

　　从目前国际市场的需求来看，在油田、野外、军事等新兴领域对半导体温差发电机的需求增长十分强劲，预计年需求量超过一亿片。由于本产品技术含量高，制作过程复杂难控，目前仅美、欧、日少数国家拥有规模生产能力，在我国少有企业能够批量生产。
　　纳米克公司自2001年起开始自主研发半导体温差发电技术，经过三年多的不懈努力和无数次技术研发及测试，成功研发出拥有自主知识产权的模块产品。纳米克采用自行研发的半导体材料、焊接材料和生产工艺制作的温差发电模块，其耐温性能、疲劳性能、输出功率等均达到国际先进标准，而制造成本仅为国外同类厂商的20%。2004年第一季度，纳米克公司迎来了具有历史意义的里程碑：具有自主知识产权的温差发电模块的销售实现了零的突破，开始向国外出口产品，全年实现出口模块50000片。2005、2006年两年纳米克公司进一步提高半导体温差发电模块的耐温性能及输出稳定性，完善生产工艺流程，形成了年产五十万片的生产能力。预计今后几年内，国际国内市场对半导体温差发电器件的需求量都会很大，国内外半导体温差发电器件行业的技术会继续向前发展。

二、国内外技术发展现状对比
　　目前我国太阳能发电、光电一体化、半导体发电等刚刚兴起，各地正处于快速发展阶段，半导体温差制冷领域已经取得了很多突破，在半导体温差发电领域目前则处于刚刚导入的阶段。目前国内虽有企业生产但是，还没有企业具有完全的自主技术，大部分半导体温差发电组件来自美国、日本等地区的转销产品，半导体材料基本依靠进口。
资料来源：北京华经纵横经济信息中心 　　我国在这一领域目前发展还不是很快，技术成熟度低，量产企业产品原料和核心技术都受到国外的限制。 图表 1、我国半导体温差发电器件技术发展与应用现状

资料来源：北京华经纵横经济信息中心 　　此外，通过半导体热电转换材料将热能转化为电能发电效率低、成本较大、体积较大，因此向工业和民用产业的普及受到很大制约。