[发明专利]一种关于热电材料Seebeck系数测试方法

说明书

本发明公开了一种热电材料Seebeck系数测试方法,该方法综合了稳态法和动态法的特点，主要包括以下步骤：步骤一：根据动态测试法，保持样品的低温端温度基本不变，控制高温端快速升温，实时记录两端的温差ΔT和电势差ΔU，线性拟合ΔU和ΔT的关系为ΔU＝α₁*ΔT+Δu；步骤二：根据上式，当ΔT＝0时得ΔU_偏，或ΔU＝0得ΔT_偏，二者均为系统误差；步骤三：保持样品平均温度T₀及两端的温差在5～10K之间不变时，依据稳态测试法分别测量电势差ΔU₀和温差ΔT₀，根据公式带入ΔU_偏或ΔT_偏得α_真实。本发明实现了对Seebeck系数精确测量，消除测试过程引入的系统误差；降低对测试条件的要求，且对于自研、待开发及现有商业设备的数据采集及处理方式的制定和优化具有高的借鉴意义。

技术领域：本发明属于材料电学性能测试的技术领域，具体为一种热电材料Seebeck系数测试方法。

背景技术：

热电材料作为一种有希望解决当前全球所面临的能源和环境危机的重要功能材料而备受关注，其能量转换效率与材料热电性能有直接关系。当前一般通过无量纲热电优值ZT来衡量材料热电性能的优劣，且ZT表达如公式1.所示：

ZT＝α²ρ^-1κ^-1T

其中α为Seebeck系数，ρ为电阻率，κ为热导率，T为热力学温度。α、ρ和κ均为材料的物性参数，且与温度有关。因此，准确测试α、ρ和κ随温度的变化关系，对材料热电性能的评判有重要意义。

当前市售商业仪器一般同时测的材料Seebeck系数α和电阻率ρ。目前较为成熟的测试商业仪器有：德国Linseis公司生产的LRS、日本ULVAC-RIKO公司生产的ZEM、美国Quantum Design公司生产的PPMS，国内武汉嘉仪通公司生产的Namicro、北京科锐欧科技有限公司生产的CTA等，并都在不断推出改进Seebeck系数、电阻率测试系统。但是据其自身评估，在这两方面的测试均存在误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热电材料Seebeck系数测试方法，提高材料Seebeck系数测试的准确性，简化测试过程，降低测试成本。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种热电材料Seebeck系数测试方法,包含动态测试法和稳态测试法，所述动态测试法和稳态测试法均包含了温度测试系统和电压测试系统，还包括以下步骤：

步骤一：保持待测样品的低温端温度基本不变，控制待测样品的高温端温度快速上升，根据动态测量方法，用温度测试系统和电压测试系统同步实时记录待测样品两端的温差ΔT和热电势ΔU，通过线性拟合ΔU和ΔT的关系，求得二者关系式ΔU＝α₁*ΔT+Δu，其中Δu未知大小的系统误差，α₁为该一次函数中一次项的系数；

步骤二：求得当温度为T₀时由于系统误差所引入的ΔU_偏和ΔT_偏，根据公式ΔU＝α₁*ΔT+Δu，当ΔT＝0时可求得ΔU_偏，或者ΔU＝0可获得ΔT_偏；ΔU_偏为电压测试系统测试电势差和真实电势差之间的偏差，ΔT_偏为温度测试系统测试温度差和真实温度差之间的偏差；