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重光實驗室 | 對比國內半導體制冷片廠家產品的ZT值測試和分析

發布時間:2025-4-8      點擊次數:217

一、研究背景

     在電子冷卻、醫療設備、便攜冰箱等領域,半導體制冷片正悄然改變著我們的生活。作為衡量熱電材料性能的核心參數,ZT 值(熱電優值)已成為行業技術突破的關鍵指標。

     重光深耕熱分析行業多年,熱電材料測試是常設的研究項目之一。在這過程中,重光實驗室積累了豐富的測試數據和測試經驗。


二、測試結果

        此前,重光實驗室選取了市面上幾個主流型號 TEC-12704 進行實測,測試結果如下:

   1743666823683.png

       結果分析:

      · 浙江萬 G 半導體以 0.752 的 ZT 值領跑行業

      · 尺寸并非決定因素(30MM 產品反超 40MM)

      · 電阻值與 ZT 值呈弱負相關(并非絕對指標)


        本次實驗中的半導體制冷片的ZT值在0.6到1.0之間,但商用碲化鉍材料的 ZT 值通常在 1.0~1.4 之  間。這表明市面上的半導體制冷片的能效還有較大的進步空間。而且,目前制冷片廠家主要從電氣性能、制冷性能、外觀及結構檢測、密封性檢測和可靠性檢測五個方面對制冷片提升進行質檢。缺少從ZT值的角度反映半導體制冷片的性能。


三、測試原理

        ZT 值(熱電優值)是衡量熱電材料性能的黃金標準,它綜合反映了材料的塞貝克系數(溫差發電能力)、電導率(導電效率)和熱導率(導熱損失)之間的關系,計算公式為:

公式.png


        為了有一較高熱電優值ZT,材料必須有高的塞貝克系數(S),高的電導率與低的導熱系數。因熱電轉換效率主要依靠優值系數Z,而熱電材料的Z主要跟熱電材料的熱物性參數(塞貝克系數、電導率、熱導率)有著密切聯系,無量綱的優值系數ZT則通常被用來作為熱電材料性能的評價指標。

      簡單來說:

      ? 高 ZT 值 = 更強制冷能力 + 更低能耗

      ? 低 ZT 值 = 制冷效率低下 + 耗電大戶


四、測試方法

        給樣品通一個恒定的電流值,根據帕爾帖效應熱電材料會在兩端吸熱和放熱,并產生一個溫差電壓VS。當溫差和熱傳導達到平衡時記錄此時的電壓VT,VT包含器件電阻的電壓VR和VS。接著切斷電流,VR同時消失,而VS逐漸減小。記錄此時刻前后電壓變化曲線,使用數據分析方法找到VR。VS / VR則代表器件的ZT值。

哈曼法原理.png

五、測試設備

微信圖片_20250408134631.jpg

      重光熱電參數測試儀(TPA)是一款能夠用于熱電材料的SEEBECK系數常溫測量,半導體制冷片的ZT值和電阻值測量的高端儀器。它能幫助您快速計算ZT值,為材料研發和產品優化提供可靠數據支持,是熱電材料和器件研究、生產的重要工具。

      ? 半導體制冷片ZT值測量技術參數

        1. ZT值測量范圍:0-2

        2. 范圍誤差:3%

        3. 重復性:0.40%

        4. 測試速度<40s

        5. 支持Bi2Te3、PbTe、SiGe等多種熱電材料的測試。

       ? 場景應用

        1. 適用于實驗室研發(材料篩選)

        2. 支持產線品控(批量測試)


六、結語

       作為熱電測試領域的領先企業,武漢重光科技有限公司始終致力于為客戶提供最優質的產品和服務,我們的測試儀已服務:

      · 30 + 高??蒲性核?/span>

      · 10+ 家公司研發中心

      · 100 + 制冷片生產企業

      如果您是:

      ? 制冷片生產企業
      ? 新能源材料研發機構
      ? 電子設備制造廠商

      歡迎隨時聯系我們!武漢重光科技有限公司將竭誠為您提供專業的技術支持和解決方案。


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