随着能源危机和环境污染的加重,人们越发重视对耗散能源的回收利用,温差发电技术可以将耗散的能量回收再利用,不仅提高了能源利用率,产生了巨大的经济效益,而且可以降低环境污染。半导体热电技术由于发电过程无污染、可靠性高受到越来越多的关注,但是由于其发电输出性能较差而限制了其广泛的使用。本文通过对温差发电技术的总结和归纳,详细分析了温差发电技术的机理和半导体的材料特性。针对当前温差发电器输出功率较低的现状,通过搭建实验平台对比分析了加载压力大小、冷源结构尺寸及接触面有无导热硅脂等因素对输出特性的影响,试验结果表明随着温差发电器装置受到的加载压力增大,温差发电器的输出电压、输出功率增大,并且增大的幅度有限;当采用不同冷却结构对温差发电器散热时,冷却结构单元越小,对应的输出电压和输出功率越大;当冷热端接触面添加导热硅脂之后,热电模块和冷热源中间的空气缝隙被导热硅脂填充,使得接触面的接触电阻减小,热电模块温差增加,能够改善温差发电器的输出性能。温差发电器的输出特性受到多种因素的影响,为了对温差发电器进行更加全面的分析,在上述试验的基础上基于温差发电结构和工作条件建立了温差发电器输出仿真模型,通过试验数据验证模型可信度并利用该模型分析了冷热端温度、冷热端接触电阻外界负载和内部接触电阻对温差发电器的输出性能;结果表明输出电压与冷热源温度呈线性关系,在相同温差下,冷热源温度不同也会导致输出电压不同;冷热端的接触电阻会对温差发电器的输出性能产生影响,随着冷热端接触电阻的增大,输出性能变差;接触内阻的存在会降低输出性能,但输出电压会随着负载电阻的增大而增大,输出功率随着负载电阻的增大呈先增大后减小的趋势。最后基于正交试验设计结合响应面优化方法对温差发电的外部参数进行优化,研究外部参数对温差发电的作用规律,确定最佳的参数组合。其中冷热端温度、接触电阻、负载电阻对输出结果有不同的影响,热端温度对输出电压和最大输出功率的影响最为显著,随着热端温度的增加,输出电压和最大输出功率大幅增加;负载电阻次之,随着负载电阻的增加,输出电压和最大输出功率先增大后减小;而冷端温度和接触电阻由于变化范围较小,对结果影响不显著。随冷端温度和接触电阻的增加,输出电压和最大输出功率减小,减小的幅度也比较小。经过响应面优化响应分析并综合考虑成本问题确定的最优参数组合为热端温度195℃,冷端温度15℃,负载电阻3.5Ω,接触电阻0.3Ω。