一种热电转换器件及其制备方法

1.本发明属于半导体器件领域，具体涉及一种热电转换器件及其制备方法。


背景技术：

2.目前，天然气、石油等矿产资源仍然是人类所使用的主要能源，由于矿产资源的储量有限和矿产资源在使用过程中的环境污染，使人类逐渐将研究的重心转移至可持续能源。大力发展清洁能源可以最大限度地减少对化石燃料的依赖，从而减少环境污染，缓解能源供应不足的问题。
3.传统无机半导体热电材料在不产生污染的前提下，可收集低品级热能并转化为有价值的电能供电器使用，被广泛认为是有发展前景的新型环保能源转换功能材料之一。然而它们的实际应用受到最佳工作温度高、原料价格高的限制。
4.太阳能作为一种资源丰富的可再生能源成为人们的研发焦点。但由于光伏发电系统成本高，能量转换效率较低，无法满足日益增长的能源需求。事实上，太阳能板在发电过程中，其表面可产生大量低品级热能（《 100℃），而这部分热能往往以热辐射的形式散失在环境中，造成热能的大量浪费，从而造成太阳能板的太阳能利用率普遍较低。此外，现有的热电转换器件对低品级热能利用率低，开路电压和输出功率普遍较低，且对温差条件改变的响应时间较长，工作效率低。


技术实现要素：

5.为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种热电转换器件。
6.本发明的目的之二在于提供一种热电转换器件的制备方法。
7.本发明的目的之三在于提供一种光电热转换器件。
8.为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：本发明的第一个方面提供了一种热电转换器件，包括导电凝胶层；所述导电凝胶层包括水凝胶和离子对；所述水凝胶包括骨架聚合物和温敏聚合物；所述骨架聚合物和温敏聚合物之间形成互穿网络结构；所述互穿网络结构中存在孔隙；所述离子对分散在水凝胶内部；所述离子对包括阴离子和氢离子。
9.优选地，所述热电转换器件还包括第一密封层、第一电极层、第二电极层和第二密封层；第一密封层、第一电极层、导电凝胶层、第二电极层和第二密封层依次层叠设置。
10.优选地，所述热电转换器件还包括传热层和/或散热片；所述传热层与第一密封层连接；所述散热片与第二密封层连接。所述热电转换器件中若只含有传热层时，传热层位于热电转换器件的热端，热电转换器件通过传热层与热源连接，例如：热电转换器件通过传热层与太阳能板连接。当热电转换器件中只含有散热片时，散热片位于热电转换器件的冷端，用以更好的散热。当热电转换器件中同时含有传热层和散热片时，传热层和散热片分别位于热电转换器件的两端。
11.优选地，所述传热层与第一密封层通过导热胶连接。
12.优选地，所述散热片与第二密封层通过导热胶连接。
13.优选地，所述传热层的材质为导热金属。
14.优选地，所述导热金属包括铜、铁、铝中的至少一种；进一步优选地，所述导热金属为铜或铝；再进一步优选地，所述导热金属为铝。
15.优选地，所述第一密封层和第二密封层分别独立为pi膜或pet膜。第一密封层和第二密封层在本发明中的作用为密封防水，降低因温度、湿度等环境因素对水凝胶的影响，同时避免水凝胶在使用过程中失水。
16.优选地，所述第一密封层和第二密封层的厚度分别独立为0.1mm-2mm；进一步优选地，所述第一密封层和第二密封层的厚度分别独立为0.1mm-1mm；再进一步优选地，所述第一密封层和第二密封层的厚度分别独立为0.1mm-0.5mm。
17.优选地，所述第一密封层和第二密封层上设有灌胶孔。
18.优选地，所述第一密封层和第二密封层上设有电极出口。
19.优选地，所述导电凝胶层位于密封框内。通过采用密封框对导电凝胶层进行密闭封装，可以避免导电凝胶层在使用过程中失水所导致的性能降低。
20.优选地，所述密封框为pet密封框。
21.优选地，所述密封框上设有开口，所述开口位于密封框的两个相对的侧面上。在密封框上设有开口，便于导电凝胶层与第一电极层和第二电极层接触。
22.优选地，所述第一电极层和第二电极层分别独立为碳布或石墨片。
23.优选地，所述第一电极层和第二电极层的厚度分别独立为0.1~0.5mm；进一步优选地，所述第一电极层和第二电极层的厚度分别独立为0.1~0.4mm；若第一电极层和第二电极层的厚度过厚，会导致传热过程中较大的热量损耗，使得对低品级废热利用效率降低。随第一电极层和第二电极层厚度增加，所述导电凝胶层中温敏性互穿网络水凝胶达到平衡所需的时间明显变长，且到达平衡的热电压明显变小。
24.优选地，所述导电凝胶层的厚度为15~25mm；进一步优选地，所述导电凝胶层的厚度为16~24mm；再进一步优选地，所述导电凝胶层的厚度为18~22mm。
25.优选地，所述热电转换器件可在温差为1~60k的温差下工作；进一步优选地，所述热电转换器件可在温差为1~40k的温差下工作；再进一步优选地，所述热电转换器件可在温差为1~20k的温差下工作。
26.优选地，所述阴离子的体积大于氢离子的体积。
27.本发明中的温敏聚合物的分子链会随温度改变发生可逆变化，低温时分子链段舒张，高温时分子链段收缩。当温度升高，温敏聚合物的分子链段收缩，水凝胶体系中的互穿网络结构中的孔隙缩小，限制热端离子的迁移，从而使阴离子被固定在热端，而体积较小的氢离子可以自由迁移，从而实现氢离子的富集，有效实现离子筛选和分离。当温度降低，温敏聚合物的分子链段扩张，互穿网络结构的孔隙增大，氢离子和阴离子均可以畅通的在互穿网络结构的孔隙内迁移，从而使导电凝胶层具有较高的离子迁移率。
28.优选地，所述阴离子为硫酸根离子。硫酸根离子的体积远大于氢离子的体积。
29.优选地，所述骨架聚合物包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸羟乙酯中的至少一种；进一步优选地，所述骨架聚合物为聚丙烯酰胺。本发明中的骨架聚合物不具有温敏性，骨架聚合物
的作用是为温敏聚合物提供形成互穿网络结构的凝胶聚合物，该骨架聚合物与温敏聚合物具有较好的相容性，具体而言，温敏聚合物低温分子链段扩张时，骨架聚合物在温敏聚合物的作用下，使温敏聚合物和骨架聚合物所形成的互穿网络结构中的孔隙增大，而当温敏聚合物高温分子链段收缩时，骨架聚合物在温敏聚合物的作用下，使温敏聚合物和骨架聚合物所形成的互穿网络结构中的孔隙减小。
30.优选地，所述温敏聚合物包括泊洛沙姆；进一步优选地，所述温敏聚合物为聚维酮泊洛沙姆；再进一步优选地，所述温敏聚合物为聚维酮泊洛沙姆p407。
31.优选地，所述温敏聚合物的重均分子量为9600~15000da。
32.优选地，所述骨架聚合物的重均分子量为5000~80000da。
33.本发明中的导热凝胶层具有高达30~50mv/k的塞贝克系数和高的热电特性，具有较好的柔性，可以适用于离子热电材料，同时可以实现水凝胶中的离子对的筛选分离。本发明水凝胶体系内的丙烯酰胺和泊洛沙姆聚合后可形成互穿网络结构，且泊洛沙姆具有温敏性，可对离子迁移实现双重调控。
34.优选地，所述导电凝胶层的制备方法为：在光照条件下，骨架聚合物的单体和温敏聚合物在光引发剂的引发下聚合，制得水凝胶；然后将水凝胶在含氢离子的离子对溶液中透析，制得所述导电凝胶层。
35.本发明导电凝胶层的制备方法利用价格低廉的原料合成了具有高塞贝克系数和高热电特性的柔性水凝胶，该制备方法简单易操作，反应条件温和，对设备无要求，在制备过程中无废液产生，对环境无污染，绿色环保，可以适用于批量工业化生产。
36.优选地，所述骨架聚合物的单体和温敏聚合物泊洛沙姆的质量比为（1~2）：1；进一步优选地，所述骨架聚合物的单体和温敏聚合物泊洛沙姆泊洛沙姆的质量比为（1.3~1.8）：1；再进一步优选地，所述骨架聚合物的单体和温敏聚合物泊洛沙姆泊洛沙姆的质量比为（1.4~1.6）：1。
37.优选地，所述骨架聚合物的单体为丙烯酰胺。
38.优选地，所述含氢离子的离子对溶液的浓度为0.1~1mol/l；进一步优选地，所述含氢离子的离子对溶液的浓度为0.1~0.8mol/l；再进一步优选地，所述含氢离子的离子对溶液的浓度为0.1~0.6mol/l；更优选地，所述含氢离子的离子对溶液的浓度为0.2~0.5mol/l。
39.优选地，所述含氢离子的离子对溶液为硫酸溶液。
40.优选地，所述光引发剂为2-羟基-2甲基丙苯酮。
41.优选地，所述光照条件具体为：采用波长365nm的紫外光照射；进一步优选地，所述光照条件具体为：采用波长为365nm、光源功率为80mw/cm2的紫外光照射。
42.优选地，所述照射时间为2~10min；进一步优选地，所述照射时间为4~8min；再进一步优选地，所述照射时间为4~6min。
43.优选地，所述透析时间为2~4天；进一步优选地，所述透析时间为2.5~3.5天。
44.优选地，所述透析时需要更换透析液。
45.优选地，所述透析液的更换频次为每24h更换一次。
46.优选地，所述热电转换器件为与太阳能电池联用的热电器件。
47.若对本发明中的热电转换器件施加温差，使热电转换器件一侧的温度高于另一侧的温度，则导电凝胶层中的氢离子会由于索雷特效应从温度较高的一侧迁移至温度较低的
一侧。氢离子作为最小的阳离子，与硫酸根离子的体积大小差异大，因此在水凝胶中的互穿网络结构中，氢离子的迁移速率明显大于硫酸根离子的迁移速率，最终使氢离子在温度较低的一侧聚集，从而使热电转换器件中产生电势差，输出热电压。
48.本发明的第二个方面提供了本发明第一个方面提供的热电转换器件的制备方法，包括以下步骤：依次层叠固定第一密封层、第一电极层、导电凝胶层、第二电极层和第二密封层，制得所述热电转换器件。
49.优选地，所述制备方法还包括在第一密封层上设置传热层，和/或在第二密封层底部设置散热片的步骤。
50.本发明的第三个方面提供了一种光电热转换器件，包括层叠设置的太阳能板和本发明第一个方面提供的热电转换器件。
51.优选地，所述光电热转换器件的制备方法为：通过导热胶将太阳能板和热电转换器件层叠固定。
52.优选地，所述光电热转换器件的工作环境温度为-10~50℃；进一步优选地，所述光电热转换器件的工作环境温度为0~40℃；再进一步优选地，所述光电热转换器件的工作环境温度为20~40℃。
53.优选地，所述光电热转换器件工作时，所述太阳能板与所述热电转换器件接触面的温度为40~60℃；进一步优选地，所述光电热转换器件工作时，所述太阳能板与所述热电转换器件接触面的温度为45~55℃。
54.优选地，所述光电热转换器件工作时，所述太阳能板表面的温度为50~60℃；进一步优选地，所述光电热转换器件工作时，所述太阳能板表面的温度为55~60℃。
55.优选地，所述光电热转换器件可在温差为1~60k的温差下工作；进一步优选地，所述光电热转换器件可在温差为1~40k的温差下工作；再进一步优选地，所述光电热转换器件可在温差为1~20k的温差下工作。
56.本发明的有益效果是：本发明中的热电转换器件具有高开路电压、高输出功率和持续输出电功的能力，在温差为20k时热平衡电压可以达到0.63v，最高输出功率可以达到515mw/m2，且具有持续高效输出电功的能力。
57.本发明中的光电热转换器件通过将热电转换器件集成于太阳能板上，可收集转化太阳能板上的低品级热能，将低品级热能转换成电能，对太阳能板的输出进行补充，通过将热电转换器件和太阳能板串联，可以在原有太阳能板的基础上将光电热转换器件的光电转换效率提高5%左右。此外，本发明还通过加装散热片以更有效的收集太阳能板所产生的热能以及提高热电转换效率。
附图说明
58.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：图1为本发明实施例1中的热电转换器件的结构示意图。
59.图2为本发明实施例7中的热电转换器件的结构示意图。
60.图3为本发明中的热电转换器件的工作原理示意图。
61.图4为本发明实施例8中的光电热转换器件的结构示意图。
62.图5为本发明实施例1中的热电转换器件热电压的测试图。
63.图6为本发明实施例1中的热电转换器件输出功率的测试图。
64.图7为本发明实施例1中的热电转换器件在不同温差下的热电压的测试图。
65.图8为本发明实施例1中的热电转换器件在不同温差下的输出功率的测试图。
66.图9为实施例1中的导电凝胶层在不同温差下的塞贝克系数测试图。
67.图10为实施例1、实施例5~6中的热电转换器件的热电压与时间测试图。
68.图11为太阳能转换效率测试时单个热电转换器件工作达到平衡后的热电压测试图。
69.图12为太阳能转换效率测试时单个热电转换器件工作达到平衡后的功率测试图。
70.附图标记：第一密封层1；第一电极层2；导电凝胶层3；第二电极层4；第二密封层5；散热片6；传热层7；密封框8；太阳能板9；热电转换器件10。
具体实施方式
71.以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
72.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
73.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、顶部等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
74.实施例1参照图1中的热电转换器件10的结构示意图，本例中的热电转换器件10，包括依次层叠设置的第一密封层1、第一电极层2、导电凝胶层3、第二电极层4、第二密封层5和散热片6；第一密封层1的厚度为1mm，第一密封层1上设有灌胶孔，灌胶孔的直径为3mm，可以通过灌胶孔将胶液灌入第一密封层1和第一电极层2之间。第一电极层2和第二电极层4均为碳布，第一电极层2和第二电极层4的厚度均为0.1 mm；导电凝胶层3的厚度为20 mm；第二密封层5的厚度为1mm，第二密封层5的下方设有散热片6，第二密封层5上设有碳布出口，碳布可以从碳布出口延伸出，从而实现器件间的电连接，第一密封层1和第二密封层5均为pet膜。
75.本例中的热电转换器件10采用以下制备方法制得，具体制备方法包括以下步骤：首先，制备导电凝胶层3：在反应瓶中加入6.2g丙烯酰胺、4.2g泊洛沙姆p407、0.1 g 2-羟基-2甲基丙苯酮和15.4g h2o，磁力搅拌混合均匀，将充分混合的溶液加入密封容器用365nm光源功率为80mw/cm2的紫外光引发5min合成得到呈乳白色的水凝胶，然后将水凝胶浸入配制好的0.5mol/l的h2so4溶液中，透析三天，每24h更换一次透析液，透析完成后将水凝胶取出，制得本例中的导电凝胶层3材料；其次，制备热电转换器件10，将两片碳布分别贴在上述导电凝胶层3的上下两侧，
然后使用温差仪为导电凝胶层3的上下两侧提供温差，其中，冷端温度设置为0℃，热端温度设置为20℃，导电凝胶层3上下两端的温差为20k，然后测试该器件的开路电压，测试合格后，将第一密封层1、第二密封层5和散热片6分别组装到该器件上，第一密封层1和第一电极层2之间使用导热胶粘结；第二密封层5和第二电极层4之间使用导热胶粘结，制得本例中的热电转换器件10。
76.实施例2本例中的热电转换器件10的结构与实施例1中的热电转换器件10的结构相同。本例中的热电转换器件10的制备方法参照实施例1中的热电转换器件10的制备方法制得，本例与实施例1的不同之处在于：透析时的酸液的浓度不同，本例将制得的水凝胶在0.2mol/l的h2so4溶液中进行透析。
77.实施例3本例中的热电转换器件10的结构与实施例1中的热电转换器件10的结构相同。本例中的热电转换器件10的制备方法参照实施例1中的热电转换器件10的制备方法制得，本例与实施例1的不同之处在于：透析时的酸液的浓度不同，本例将制得的水凝胶在0.3mol/l的h2so4溶液中进行透析。
78.实施例4本例中的热电转换器件10的结构与实施例1中的热电转换器件10的结构相同。本例中的热电转换器件10的制备方法参照实施例1中的热电转换器件10的制备方法制得，本例与实施例1的不同之处在于：透析时的酸液的浓度不同，本例将制得的水凝胶在0.4mol/l的h2so4溶液中进行透析。
79.实施例5本例中的热电转换器件10的结构和制备方法与实施例1中的热电转换器件10的结构和制备方法均相同。本例与实施例1的不同之处在于：本例中的第一电极层2和第二电极层4的厚度均为实施例1的两倍。
80.实施例6本例中的热电转换器件10的结构和制备方法与实施例1中的热电转换器件10的结构和制备方法均相同。本例与实施例1的不同之处在于：本例中的第一电极层2和第二电极层4的厚度均为实施例1的三倍。
81.实施例7参照图2中的热电转换器件10的结构示意图，本例中的热电转换器件10，包括依次层叠设置的传热层7、第一密封层1、第一电极层2、导电凝胶层3、第二电极层4、第二密封层5和散热片6；传热层7为铝板，铝板的尺寸为90mm*90mm*6mm；第一密封层1的材料为pi膜，第一密封层1的厚度为1mm，第一电极层2和第二电极层4均为碳布，第一电极层2和第二电极层4的厚度均为0.1 mm；导电凝胶层3的厚度为10 mm；导电凝胶层3设置在密封框8内，密封框8的材质为pet框架，pet框架上下两侧均设有开口，pet框架的外层尺寸为90mm*90mm*10mm；pet框架的内层尺寸为70mm*70mm*10mm；第二密封层5为pi膜，第二密封层5的厚度为1mm，第二密封层5的下方设有散热片6，散热片6的尺寸为90mm*90mm*28mm。
82.本例中的热电转换器件10采用以下制备方法制得，具体制备方法包括以下步骤：首先，制备导电凝胶层3：在样品瓶中加入12.4g丙烯酰胺，8.4g p407，0.2 g光引
发剂和30.8g h2o磁力搅拌均匀。用365nm光源功率为80mw/cm2的紫外光引发5min合成呈乳白色的水凝胶。将水凝胶浸入配制好的0.2mol/l的h2so4溶液中，透析三天，每24h更换一次透析液。透析完成后将水凝胶取出，制得导电凝胶层3；其次，制备热电转换器件10，将导电凝胶层3放置于密封框8内，将两片碳布分别贴在密封框8的上下两侧，两片碳布分别与导电凝胶层3的上下两侧接触，然后使用温差仪为导电凝胶层3的上下两侧提供温差，其中，冷端温度设置为0℃，热端温度设置为20℃，导电凝胶层3上下两端的温差为20k，然后测试该器件的开路电压，测试合格后，将传热层7、第一密封层1、第二密封层5和散热片6分别组装到该器件上，第一密封层1和第一电极层2之间使用导热胶粘结；第二密封层5和第二电极层4之间使用导热胶粘结，制得本例中的热电转换器件10。
83.如图3所示，实施例1~实施例7中制得的热电转换器件10的工作原理为：通过给予热电转换器件10上下两侧不同的温度，使热电转换器件10顶部和底部产生温度差，导电凝胶层3中的氢离子会由于索雷特效应从温度较高的一侧向温度较低的一侧迁移，从而在温度较低的一侧聚集。氢离子作为最小的阳离子，与硫酸根离子的体积大小差异大，因此在交联密度高的聚合物网络结构中其迁移速率大于硫酸根离子。最终氢离子会在温度较低的一侧积累，而硫酸根离子会在温度较高的一侧积累，从而在器件体系内形成电势差，产生并输出热电压。本发明采用聚维酮泊洛沙姆p407作为温敏性材料，其聚合物分子链会随温度改变产生可逆性变化，当处于低温时聚维酮泊洛沙姆p407的分子链会舒张，高温时聚维酮泊洛沙姆p407的分子链收缩。因此，当热电转换器件10的温度升高时，导电凝胶层3中的高分子聚合物的网络孔隙变小，限制了温度较高侧的离子迁移，使硫酸根离子被“固定”在器件温度较高的一侧，从而有效实现离子筛选和分离。
84.实施例8如图4所示，本例中的光电热转换器件包括热电转换器件10和太阳能板9，太阳能板9与热电转换器件10上下层叠设置，太阳能板9位于热电转换器件10上，热电转换器件10与太阳能板9通过导热胶粘附在一起，从而使太阳能板9与热电转换器件10之间形成并联通路，其中，热电转换器件10采用的是实施例1的热电转换器件10。
85.本例中的光电热转换器件采用以下制备方法制得，具体制备方法包括以下步骤：将实施例1的热电转换器件10用导热胶粘附在太阳能板9下方，使热电转换器件10与太阳能板9以并联方式相连，制得本例中的光电热转换器件。
86.实施例9本例中的光电热转换器件的结构及制备方法与实施例8基本相同，本例与实施例8的不同之处：本例采用的是实施例7中制得的热电转换器件10。
87.本发明实施例8~9中的光电热转换器件的工作原理为：当太阳光照射到太阳能板9上时，首先，太阳能板9会将太阳能中的部分热量转换成电能并输出，太阳能板9表面产生的大量低品级热能（＜100℃）会传输至热电转换器件10中，热电转换器件10与太阳能板9接触的一侧温度升高，从而使热电转换器件10上下两端产生温度差，热电转换器件10将热能转换成电能并输出，进而提高本发明中的光电热转换器件对太阳能的利用率。
88.性能测试：（1）热电压和输出功率测试
将实施例1中的热电转换器件10与温差仪连接，使用温差仪为热电转换器件10中的导电凝胶层3的上下两侧提供温差，其中，冷端温度设置为0℃，热端温度设置为20℃，导电凝胶层3上下两端的温差为20k，然后测试实施例1中的热电转换器件10的热电压和输出功率，其中，实施例1中的热电转换器件10的热电压的测试图如图5所示，实施例1中的热电转换器件10的输出功率的测试图如图6所示。由图5可知，在温差为20k时，实施例1中制得的热电转换器件10的热平衡电压为0.63v；由图6可知，实施例1中制得的热电转换器件10的最高输出功率为515mw/m2，表明本发明实施例1中制得的热电转换器件10具有较高的热电压和输出功率。
89.将实施例1中的热电转换器件10与温差仪连接，使用温差仪为热电转换器件10中的导电凝胶层3的上下两侧提供温差，使导电凝胶层3上下两侧的温差分别为5k，10k，15k，20k，其中，热电转换器件10的冷端温度为20℃，然后测试实施例1中的热电转换器件10的热电压和输出功率，其中，实施例1中的热电转换器件10在不同温差（温差分别为5k、10k、15k、20k）下的热电压测试图如图7所示，实施例1中的热电转换器件10在不同温差（温差分别为5k、10k、15k、20k）下的输出功率测试图如图8所示，由图7和图8可知，本发明实施例1中的热电转换器件10的热电压和输出功率随温差的增大而增大，且本发明中的热电转换器件10具有较高的热电压和较高的输出功率，在温差为5~20k时，热电压为250~700mv内，输出功率为100~600mw/m2；在温差为20k时，热电压为630mv，输出功率为515mw/m2；在温差为5k时，热电压在300mv左右，输出功率在150 mw/m2左右。
90.采用半导体高低温温度控制仪（型号为：tltp-tec2415d-wb80-80-2，生产厂家为：东莞普地电子科技有限公司）和电化学工作站chi 760e测试出热电压并计算得到实施例1中的热电转换器件10中的导电凝胶层3在不同温差（温差分别为5k、10k、15k、20k）下的塞贝克系数，具体测试结果如图9所示，由图9可知，实施例1的导电凝胶层3在温差为5~20k时的塞贝克系数为30~50mv/k，且导电凝胶层3在温差为5k~15k时的塞贝克系数较高。
91.（2）第一电极层2和第二电极层4厚度的影响分别测试实施例1、实施例5和实施例6中的热电转换器件10的电压随时间的变化情况，具体测试结果如图10所示，由图10可知，随第一电极层2和第二电极层4的厚度的增加，热电转换器件10中的导电凝胶层3达到平衡所需的时间明显变长，且到达平衡的热电压明显变小，表明第一电极层2和第二电极层4的厚度过厚，会导致传热过程中较大的能量损耗，使得低品级废热的利用效率低，热电转换器件10的反应效率慢。
92.（3）光电热转换器件的温度测量测试实施例8中的光电热转换器件在不同环境温度工作2h的温度情况，由测试结果可知，当实施例8中的光电热转换器件工作时的环境温度为20.5℃时，太阳能板9的温度为59.8℃，热电转换器件10与太阳能板9接触面的温度为45.8℃；当实施例8中的光电热转换器件工作时的环境温度为33.9℃时，太阳能板9的温度为56.1℃，热电转换器件10与太阳能板9接触面的温度为49.5℃；当实施例8中的光电热转换器件工作时的环境温度为40℃时，太阳能板9的温度为57.1℃，热电转换器件10与太阳能板9接触面的温度为51.8℃。在光照强且稳定的环境下，太阳能板9高的工作温度为热电转换器件10提供工作所需的高温条件，而散热片6侧低的温度为热电转换器件10提供工作所需的低温条件，从而使热电转换器件10两侧产生温度差，使导电凝胶层3工作将温度差转换成电能，进而在原有太阳能板9的
基础上将光电热转换器件的光电转换效率提高5%。
93.（4）太阳能转换效率测试测试时的光电转换器件的结构为：太阳能板9下方设置两个完全相同的热电转换器件10，太阳能板9和两个热电转换器件10串联，热电转换器件10采用实施例1中的热电转换器件10，太阳能板9的尺寸为22cm
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14.5cm，最大电压为6v，最大电流为1v，最大功率为6w，热电转换器件10的尺寸为9cm
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9cm，导电凝胶层3的尺寸为7cm
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7cm，测试单个热电转换器件10工作达到平衡后的热电压和功率，热电压的测试结果如图11所示，功率测试结果如图12所示，由图11和图12可知，单个热电转换器件10工作达到平衡后的热电压为0.44v，最高输出功率为231 mw/m2，可在太阳能板9的工作电压的基础上将光电热转换器件的工作电压提高0.8~1 v，工作电压提高约5~10%。然后测试单个太阳能板9和光电热转换器件在环境温度为24.5℃、太阳能板9的工作温度为53℃、太阳能板9与热电转换器件10接触面的温度为45℃时的太阳能转换效率，由测试结果可知，相对于单一的太阳能板9而言，增设热电转换器件10的光电热转换器件的太阳能的转换效率提高了5%左右；进一步表明：本发明中的光电热转换器件通过将热电转换器件10集成于太阳能板9上，可收集转化太阳能板9上的低品级热能，将低品级热能转换成电能，对太阳能板9的输出进行补充，通过将热电转换器件10和太阳能板9串联，可以将对太阳能的转换效率提高5%左右。
94.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。