温度是指一定环境下物体内分子或原子热运动的“速度”。比如气温就是指气体分子的运动速度。不过他们的运动是“热”运动，没有固定的方向，或者说物体内由于分子相互碰撞，能量相互传递，方向时时因碰撞而改变。故物体内分子运动很快达到同一运动速度“状态”。

　　再说温度传递。两片具有温差的物体接近时，有两种方式可以形成“热”传递。或者说形成分子运动速度传递。第一是分子碰撞，温度低的速度慢，能量低。温度高的速度快。两者结合再一起，最终形成“中和”。第二种是“热辐射”，说到底就是“电磁辐射”。只是这种电磁辐射的波长要比可见光长一些，但温度高时发出的辐射就是“可见光”了。所以说在空间内“电磁辐射”是能量传递的最基本形式。物体只要在绝对零度以上就能向外界发射“电磁辐射”线。只是不同物体在不同温度下，电磁辐射的强度不同。

　　温差就是指两种物体在接触时电磁辐射强度有差别。即物体间存在电磁场强度差别，即存在“电位差”或者说存在“电动势”，导线可以理解为“等势体”。这样温度不同的物体间接一导线，有“电流”产生就好理解了。“温差发电”就不奇怪了。

　　

　　温差发电将热能直接转化为电能，只有微小温差存在的情况下也能应用，是适用范围很广的绿色环保型能源——它甚至能利用人的体热，为各种便携式设备供电，真正做到‘变废为宝’。”华东理工大学机械工程学院涂善东教授、栾伟玲副教授认为，温差电技术正重新成为全球研究的热点，值得我国科学技术研究部门的重视。

　　

　　就温差电技术的机理、该领域最新研究进展、进行推广应用的紧迫性和当前可能取得进展的突破点等问题，两位从事能源材料与设备技术研究的专家接受了本报记者的专访。

　　Seebeck效应

　　“温差发电通过热电转换材料得以实现，而检定热电转换材料的标志，在于它的三个基本效应：Peltier 效应、Seebeck效应和Thomson效应。”栾伟玲副教授说，正是这三个效应，奠定了热力学中热电理论的基础，也为热电转换材料的实际应用展示了广阔前景。其中，Seebeck效应是温差发电的基础。

　　1821年，德国人Seebeck发现，在两种不同金属（锑与铜）构成的回路中，如果两个接头处存在温度差，其周围就会出现磁场，又通过进一步实验发现回路中存在电动势。这一效应的发现，为测温热电偶、温差发电和温差电传感器的制作奠定了基础。

　　栾伟玲介绍，热电转换材料直接将热能转化为电能，是一种全固态能量转换方式，无需化学反应或流体介质，因而在发电过程中具有无噪音、无磨损、无介质泄漏、体积小、重量轻、移动方便、使用寿命长等优点，在军用电池、远程空间探测器、远距离通讯与导航、微电子等特殊应用领域具有“无可替代”的地位。在21世纪全球环境和能源条件恶化、燃料电池又难以进入实际应用的情况下，温差电技术更成为引人注目的研究方向。

　　栾伟玲描述了温差发电的工作原理说，将两种不同类型的热电转换材料N和P的一端结合并将其置于高温状态，另一端开路并给以低温时，由于高温端的热激发作用较强，空穴和电子浓度也比低温端高，在这种载流子浓度梯度的驱动下，空穴和电子向低温端扩散，从而在低温开路端形成电势差；如果将许多对P型和N型热电转换材料连接起来组成模块，就可得到足够高的电压，形成一个温差发电机。

　　

　　温差发电原理是电子的扩散速度与温度成正比，所以只要保持两种金属的温度差，就能保持电子的流动，在金属两端就会形成电位差。

　　温差发电是基于帕尔贴效应制作而成的一种固态元件。

　　这种元件的反向应用一般作为制冷片使用，车载冰箱、制冷饮水机、部分电脑CPU散热器等都可以见到其应用。这种效应为帕尔贴效应的逆效应，称为塞贝克效应。

　　这种方法是通过半导体，利用温差来获取电能。温差发电的基本原理是“泽贝克”效应，即两种不同的金属连接起来构成一个闭合回路时，如果两个连接点的温度不一样，就能产生微小的电压。

　　一般而言，温差越大产生的电压越大。由于人体与周围环境的温差通常有限，因此只能产生200毫伏左右非常低的电压，这无法驱动普通电子设备。德国科学家为解决这一问题发明了一种新方法，使得一些电子设备可以在这种低压情况下运转，但他们并未透露这种新方法的细节。