及 1000℃~1400℃之間。在 1822 年由席貝克先生(Seebeck)，發表熱電原 理 thermo -electric effect，稱為席貝克效應(Seebeck effect)，其原理是當二 種不同性質金屬端點連接形成一封閉迴路時，若兩端點間有溫度差，則該
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用冷媒而是冺用熱電致冷來降溫，如圖 1.2 冺用熱電致冷電冰箱[3]。而 PbTe 適用溫度 400℃~800℃，SiGe 熱電材料屬於高溫，適用範圍在 850
℃~1000℃以上，上述這兩種通常運用於廢電發電。其中 450℃～800℃廢 熱分佈最多在於汽車排氣管上，假設能將 PbTe 熱電材料運用於汽車排氣 管，將廢熱轉換為電力，並供給汽車使用，將可提昇能源使用效益。PbTe 是最常見的中溫範圍熱電材料，其特點在於具有穩定的高溫熱電特性，熔 點高、化學穩定性佳、蒸氣壓低等，經過適當的元素掺雜可以提昇材料的 熱電特性。然而 PbTe 屬於半導體化合物熱電材料，實際應用時必須透過 金屬電極接合成模組，接合後既要能耐高溫使用，又要維持原有之熱電特 性，因此困難度相當高，值得進一步研究。
表 1.1 不同產業產生廢熱溫度分布統計[1]
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圖 1.1 (a)熱電元件發電示意圖；(b)熱電元件致冷示意圖[2]
圖 1.2 熱電致冷電冰箱[3]
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1.2 研究動機與目的
熱電材料的發展有很多因素要克服，電極接合是建構熱電元件使其能 實際應用的關鍵技術之一，為了獲得高的能量轉換效率，電極材料需要有 高導電性及導熱性，以降低電阻及熱阻，因此本研究選用純銅為電極。此 外，熱電材料與電極間界面的高熱穩定性與低熱應力，對元件長期使用而 言也是相當重要的考量，其接合方法及材料選用有待深入研究。接合對中 溫熱電材料來講是一個很大的議題[4,5]，市面上商業銲片適合中溫（400
℃～600℃）接合的並不多見，且要適用於熱電材料，因而解決 PbTe 與銅 電極接合問題是本研究主要的目的。
本研究希望尋找合適的填料合金，冺用在真空環境下加壓加熱的方式，
將 PbTe 熱電塊材與銅電極進行接合，探討其接合之情形與其界面組織，
並分析銲道元素分佈情形。未來能將此 PbTe 熱電材料接合成模組，並實 際應用於廢熱回收發電之場合。
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熱電材料是藉由席貝克效應（Seebeck effect）、佩提耳效應(Peltier effect)和湯姆森效應(Thomson effect)原理，產生以電致冷或冺用熱產生 電。
2.1.1 席貝克效應（Seebeck effect）
席貝克效應定義為，當兩種不同材料組成一封閉迴路時，給予一溫差，
則該封閉迴路會有電流產生，此原理亦是熱電偶量測溫度的機制，熱電偶 在金屬兩端給予一溫差，則在金屬兩端會產生一電流，冺用電流大小可冹 冸溫度上升或下降，科學家將席貝克係數定義為α， 。圖 2.1 為席貝克效應示意圖[3]。
2.1.2 佩提耳效應(Peltier effect)
佩提耳效應定義為，當兩種不同材料組成一封閉迴路時，給予一電流，
一端產生吸熱現象而另一端則為放熱作用，此原理被應用在熱電致冷元件，
佩提耳係數定義為Π， ＝ ，其中 Q 為熱能，I 為電流。圖 2.2 佩提耳