热电器件性能的生态优化研究

摘 要 基于热电效应制造的热电器件在热能与电能之间的转换方面具有特殊优势，而对热电器件的性能优化更具有现实意义。基于有限时间热力学理论，本文利用生态判据研究了热电热机和制冷机的热力学特征，在构建生态判据函数的基础上，推导出了热电器件的效率和制冷系数表达式，并且阐释了环境温度和热电品质因子对于效率以及制冷系数的影响，发现环境温度较低（较高）时，利于增强热电热机（制冷机）的效率（制冷系数）。此外，澄清了生态判据和权衡优化判据之间关系。

关键词 热电器件;生态判据;效率;制冷系数

基于热电效应原理制造的固态热电器件可以将工业生产中的废热、太阳能直接转换为电能，这种热电器件具有运行安静、可靠性高、稳定性好等诸多优点，在医疗、航空、热电制冷等领域具有广阔的应用前景。在绿色低碳和可持续发展成为全球经济发展主流趋势的今天，固态热电器件的研发不仅对于废热利用和发展清洁能源技术具有积极意义，而且能为“双碳”目标的最终实现贡献力量。