重光實驗室 | 對比國內(nèi)半導(dǎo)體制冷片廠家產(chǎn)品的ZT值測試和分析

發(fā)布時間：2025-4-8 點擊次數(shù)：198

一、研究背景

在電子冷卻、醫(yī)療設(shè)備、便攜冰箱等領(lǐng)域，半導(dǎo)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(shù)，ZT 值（熱電優(yōu)值）已成為行業(yè)技術(shù)突破的關(guān)鍵指標(biāo)。

重光深耕熱分析行業(yè)多年，熱電材料測試是常設(shè)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(shù)據(jù)和測試經(jīng)驗。

二、測試結(jié)果

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

結(jié)果分析：

· 浙江萬 G 半導(dǎo)體以 0.752 的 ZT 值領(lǐng)跑行業(yè)

· 尺寸并非決定因素（30MM 產(chǎn)品反超 40MM）

· 電阻值與 ZT 值呈弱負(fù)相關(guān)（并非絕對指標(biāo)）

本次實驗中的半導(dǎo)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(dǎo)體制冷片的能效還有較大的進(jìn)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(jié)構(gòu)檢測、密封性檢測和可靠性檢測五個方面對制冷片提升進(jìn)行質(zhì)檢。缺少從ZT值的角度反映半導(dǎo)體制冷片的性能。

三、測試原理

ZT 值（熱電優(yōu)值）是衡量熱電材料性能的黃金標(biāo)準(zhǔn)，它綜合反映了材料的塞貝克系數(shù)（溫差發(fā)電能力）、電導(dǎo)率（導(dǎo)電效率）和熱導(dǎo)率（導(dǎo)熱損失）之間的關(guān)系，計算公式為：

公式.png

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

簡單來說：

? 高 ZT 值 = 更強(qiáng)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(jù)帕爾帖效應(yīng)熱電材料會在兩端吸熱和放熱，并產(chǎn)生一個溫差電壓VS。當(dāng)溫差和熱傳導(dǎo)達(dá)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(shù)據(jù)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(shè)備

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重光熱電參數(shù)測試儀（TPA）是一款能夠用于熱電材料的SEEBECK系數(shù)常溫測量，半導(dǎo)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(fā)和產(chǎn)品優(yōu)化提供可靠數(shù)據(jù)支持，是熱電材料和器件研究、生產(chǎn)的重要工具。

? 半導(dǎo)體制冷片ZT值測量技術(shù)參數(shù)

1. ZT值測量范圍：0-2

2. 范圍誤差：3%

3. 重復(fù)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(yīng)用

1. 適用于實驗室研發(fā)（材料篩選）

2. 支持產(chǎn)線品控（批量測試）

六、結(jié)語

作為熱電測試領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)，武漢重光科技有限公司始終致力于為客戶提供最優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)，我們的測試儀已服務(wù)：

· 30 + 高校科研院所

· 10+ 家公司研發(fā)中心

· 100 + 制冷片生產(chǎn)企業(yè)

如果您是：

? 制冷片生產(chǎn)企業(yè)
? 新能源材料研發(fā)機(jī)構(gòu)
? 電子設(shè)備制造廠商

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