PbTe基半导体温差发电器能够将热能转换为电能,可以提高能源的利用率,还可以减少排放,改善我们的生存环境。PbTe温差发电器的可靠性在很大程度上取决于热电材料与电极连接的接头质量,特别是焊料合金的种类、质量以及应用的焊接技术等其他因素。接头的连接会随之产生接触电阻以及元素的扩散现象,分析PbTe与电极可靠的焊接方法对PbTe基温差发电器应用具有重要意义。本文首先采用放电等离子烧结的方法制备p型Na_0.02Pb_0.98Te和n型PbTe_0.9988I_0.0012热电材料,p型Na_0.02Pb_0.98Te材料的ZT值在500^oC时达到1.7,n型PbTe_0.9988I_0.0012材料的ZT值在450^oC时达到0.5。采用Sn₆₄Bi₃₅Ag₁作为低温端焊料实现PbTe与Cu的直接连接,分析其微观组织形貌,发现焊接界面有孔洞缺陷,机械性能较差。使用不同的焊接温度保温1 min来焊接镀镍的PbTe热电材料,研究焊接温度对接头界面微观组织形貌的影响,分析结果表明焊接温度高于220 ^o C,界面会产生裂纹,温度越高裂纹越明显,裂纹过多导致焊料逐渐碎裂脱落。160-190 ^oC的焊接温度下,能够实现p型Na_0.02Pb_0.98Te和n型PbTe_0.9988I_0.0012两种材料与Cu的连接。接头的界面结构分别为Cu/Cu₆Sn₅/SnTe+Sn-Bi/Ni/NiTe/Na_0.02Pb_0.98Te和Cu/Cu₆Sn₅/SnTe+Sn-Bi/Ni/NiTe/PbTe_0.9988I_0.0012。由于界面接触电阻越大温差发电器的转换效率和输出功率越低,160-190 ^o C焊接的界面接触电阻率相对较小,适用于焊接接头的制作。采用银浆焊料直接焊接PbTe与Cu时Ag元素会扩散和热电材料反应,银浆焊料焊接镀镍PbTe时Ni层阻挡Ag元素的扩散,避免Ag影响Na_0.02Pb_0.98Te和PbTe_0.9988I_0.0012偏离其原有掺杂。利用n型和p型热电材料制作成尺寸为2×2×1.78mm³的热电臂,焊接制备温差发电器在温差为453.8 ^o C时,器件的输出功率为3.021 W,最大转换效率达到5.14%。