功能材料功能转换材料.pptx

功能材料功能转换材料;压电材料 压电材料是实现机械能与电能相互转变工作物质。 压电效应 ;压电材料 压电材料 钙钛矿型： 钛酸钡 ——（铁电相，四方结构 0-120℃） 钛酸铅 ——（铁电相，四方结构 0-490 ℃） 钛锆酸铅（PZT） ——是由锆酸铅和钛酸铅组成固溶体（铁电相，斜方反铁电体，居里温度在300℃以上） ;压电材料 压电材料应用 ;压电材料 压电材料应用 ;压电材料 压电材料应用 ;压电材料 压电材料应用 ;压电材料 压电材料应用 ;压电材料 压电材料应用 ;热释电材料 一些晶体电极化强度随温度改变而引发表面电荷。 热释电材料是压电材料中一类，是不含有对称中心。晶体受热时，膨胀是在各个方向同时发生，所以只有那些有着与其它方向不一样唯一极轴（极化轴）时，才有热释电性。 热释电晶体一定是压电晶体，而压电晶体不一定是热释电晶体;热释电材料 热释电效应基础参数 热释电电压与热释电系数和温度改变率相关。;热释电材料 热释电陶瓷 ZnO 、BaTiO3 、PMN (镁铌酸铅) 、PST(钽钪酸铅) 、BST (钛酸锶钡) 、PbTiO3 、PLT (钛酸铅镧) 、PZT (锆钛酸铅) 、PZNFT ( PbZrO32Pb (NbFe) O32PbTiO3) 、PLZT (锆钛酸铅镧)等;热释电材料 ;热释电材料 热释电材料应用 在物理学基础研究中应用，如确定晶体非中心对称结构和相变温度，确定晶体中原子(或离子)相对位移等 在探测器方面应用——热释电红外探测器 热释电探测器与常规红外探测器相比，含有工作频率范围宽，灵敏度高，适用范围广等优点，广泛应用于军事、卫星测控、银行、电力等部门。;热释电材料 热释电材料应用 (1) 夜视装置。;热释电材料 热释电材料应用 (2) 卫星遥感探测。森林火灾、探矿 (3) 红外探测报警。 (4)利用热释电晶体静压电效应，可制作声场校准器，而且能够用作水听器，监测潜艇及水面舰艇活动情况。;光电材料 光电效应 光照射在物体上能够看成是一连串含有一定能量光子轰击这些物体表面；光子与物体之间联接体是电子。所谓光电效应是指物体吸收了光能后转换为该物体中一些电子能量而产生电效应。 光电效应主??有光电导效应、光生伏特效应和光电子发射效应三种。;光电材料 光电效应 1） 光电导效应 在光线作用下，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，从而引发材料电导率改变，这种现象被称为光电导效应。 本征光电导和杂质光电导 ;光电材料 光电效应 2） 光生伏特效应 在光线作用下能够使物体产生一定方向电动势现象叫做光生伏特效应。基于该效应光电器件有光电池和光敏二极管、光敏三极管。 当光子入射到p-n结时，假如光子能量hν＞Eg，在p-n结附近激发出电子空穴对，在自建电场作用下，n区光生空穴被拉向p区，p区光生电子被拉向n区，结果n区积累了负电荷，p区积累了正电荷，产生光生电动势。 ;光电材料 光电效应 3）光电发射效应 在光线作用下，物体内电子逸出物体表面向外发射现象称为光电发射效应。向外发射电子叫做光电子。;光电材料 光电材料 1、光电导材料 光电导增益——光电流与入射光引发单位时间电荷量比值。 电导率正比于载流子浓度及其迁移率乘积。 增大光电导增益路径： 减小样品长度 增加载流子寿命 增大迁移率 光电导材料性能 见P175表13-2 ;光电材料 光电材料 2、光电池材料（太阳能电池） 要求： ①半导体材料禁带不能太宽；0.9-1.5eV ②要有较高光电转换效率： ③材料本身对环境不造成污染； ④材料便于工业化生产且材料性能稳定。 常见太阳能电池材料：硅;光电材料 光电材料 2、光电池材料（太阳能电池） 化合物半导体薄膜太阳能电池 主要有铜铟硒(CIS)和铜铟镓硒(CIGS)、CdTe、GaAs等。 它们都是直接带隙材料，带隙宽度在1-1.6eV之间，含有很好大范围太阳光谱响应特征．所需材料只要几个微米厚就能吸收阳光绝大个别，是制作薄膜太阳电池优选活性材料。;热电材料 热电效应 在不一样导体组成闭合电路中，若其结合部出现温差，则在此闭合回路中将出现热电流，或产生热电势，此现象称为热电效应。 热电效应有塞贝克(Seebeck)效应、帕尔帖(Peltire)效应和汤姆逊(Thomson)效应三种。 ;热电材料 热电效应 （1）塞贝克效应（1821年T. J. Seebeck发觉） 由两种不一样导体组成开路中，假如导体两个结点存在温度差，则开路中将产生电动势E。感应电动势正比于结点温度之差。 ?T：两接触点温差 a(T)：