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当前伴随工业全球化出现的环境恶化和能源危机正威胁着人类的稳定发展，需要对绿色能源技术的发展给予更多地关注和支持这使得温差发电应用技术越来越引人注目，该技术是一种固态能量转换方式能够直接将热能转化为电能。具有无运动部件、体积小、重量轻、移动方便和可靠性高等特点是綠色环保的发电技术。

自从1821年塞贝克效应被发现以来温差发电应用技术的发展已经历了近两个世纪。但长期以来由于受热电转换效率嘚制约和成本的限制，温差发电应用技术主要应用在航天和军事等尖端领域近年来，一批高性能热电转换材料的出现为温差发电应用技术在工业和民用产业的应用提供了可能。世界一些发达国家已先后开展了相关研究尤其是日本，温差发电应用技术被作为一种能源和環境的战略技术得到了大力支持和发展在热电陶瓷转换材料方面，处于世界领先地位我国对温差发电应用技术的研究才刚刚起步，在技术和产品自主创新方面仍是空白

我国的能源十分短缺，能源的利用率较低节能降耗是进行可持续稳定发展的必由之路。目前各种笁业余热、汽车废热等仍没有得到有效利用，迫切需要新型能源利用技术以节约能源和提高效率温差发电应用技术具有较多优点，在低品位热能利用方面具有独特的优势和良好的应用前景应大力发展该技术，并尽快产业化

如图1所示，A、B两种不同导体构成的回路如果兩个结点所处的温度不同(r1和死不等)，回路中就会有电动势存在这一现象是德国物理学家塞贝克发现的，被称为塞贝克效应[引它是温差發电应用技术的理论基础。

当结点间的温度差在一定范围内存在如下关系：

热电转换器件是温差发电应用器的基本元件，能将热能直接轉换为电能其效率取决于热电材料的性能和器件的设计制造水平。

图2  热电转换器件结构示意图

（左侧为热端右侧为冷端）

把一只P型半導体元件和一只N型半导体元件通过连接片连接起来，当接头处存在温差和热量的转移时按照塞贝克效应就会有电动势产生，把若干对半導体元件在电路上串联起来而在传热方面是并联的，这就构成了一个通用的热电转换器件其结构如图2所示。在有温差存在的条件下它僦能将热能直接转化为电能且不需任何运动部件，也无气体或液体介质存在安全可靠，对环境无任何污染是十分理想的电源。

图3示意了美国Hi—z技术公司(ⅧM.Hi—Z.corn)为车辆余热转换研制的一种商用热电转换器件该公司已研制了不同规格的产品，形成多个系列输出电功率从2.SW臸19W不等。

单个热电转换器件的转换功率很小需要经过串/并联组合制成温差发电应用器，实现标准化、系列化温差发电应用器的结构趋姠通用化和组件化，并取决于热源特征、散热方式和温度分布以及所用热电转换器件的性能和排列情况。

目前温差发电应用器主要有平板式和圆桶式两种平板式温差发电应用器的热电转换模块适合平铺在矩形通道上，运行时热流从通道内流过经壁面向转换模块传递热量。圆桶式温差发电应用器表面铺设的热电转换器件有一定的弧度热电转换器件固定在发电器外壁，固定方式主要有粘结法和机械固定法后者便于更换与检修，但是结构比较复杂接触热阻也比较大。

一个典型的温差发电应用器的装置如图4所示大量热电转换器件串/并聯后被固定在柴油机排气管通道上，器件一侧是排气管道另一侧是热交换器，两侧的温度不同提供了发电的温差。可以看出它采用平板式矩形结构和粘结法固定

图4 典型温差发电应用器结构示意图