一种优化设计横向热电器件高通量实现的软件方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种优化设计横向热电器件高通量实现的软件方法及系统，属于材料计算技术领域，内容涉及快速获得实现优异横向热电性能的匹配材料高通量筛选方法和器件几何结构高通量优化方法，该系统包括四个功能模块：横向热电器件组成材料基因数据库的读写模块、横向热电器件几何结构与横向热电性能间构效关系的高通量计算模块、横向热电器件几何结构设计与性能优化的高通量筛选模块和数据输出与存储模块。本发明专利技术能够实现高效横向热电器件的匹配材料高通量筛选和几何结构高通量优化的目的，与传统试错实验法相比，极大地提高了器件的研发效率，降低了研发成本，缩短了研发周期，软件操作简单具有通用性和扩展性。软件操作简单具有通用性和扩展性。软件操作简单具有通用性和扩展性。

【技术实现步骤摘要】
一种优化设计横向热电器件高通量实现的软件方法及系统


[0001]本专利技术属于材料计算
，更具体地，涉及一种材料性能自动采集、筛选优化、高通量计算和输出存储方法，以快速获得可实现优异横向热电性能的组成材料高通量筛选方法和器件几何结构高通量优化方法。

技术介绍

[0002]横向热电器件是由两种或两种以上热电性质不同的材料倾斜交替堆叠而成，以组成最简单的A、B二元横向热电器件为例，A/B横向热电器件的综合热电性能可用横向热电优值ZT
zx
描述：
[0003]ZT
zx
＝σ
xx
S
zx2
T/κ
zz
[0004]其中：σ
xx
为横向电导率，S
zx
为横向Seebeck系数，κ
zz
为横向热导率，σ
xx
S
zx2
为横向功率因子PF
zx
。定义器件叠层面与表面的倾斜角为θ，横向热电性能σ
xx
、S
zx
、κ<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种优化设计横向热电器件高通量实现的软件方法，其特征在于，包括：S1：收集不同工作温度下组成材料的热电性能参数，建立组成材料A和B的热电性能基因库，基因库中材料信息包含材料名称、工作温度、电导率、热导率和Seebeck系数；批量读取基因库中的组成材料信息，并存入组成材料信息库；S2：根据基尔霍夫定律，建立横向热电器件几何结构与横向热电性能间构效关系的函数；设定组成材料B占比参数0～1，器件的倾斜角0～90
°
，依次读取组成材料A和B的热电性能参数；高通量计算不同几何结构参数下任意A或B组成材料构成的横向热电器件的横向热电性能；确定优化原则，按照优化原则实现横向热电器件几何结构与横向热电性能高通量优化，得到优化结果，以建立横向热电器件几何结构与横向热电性能之间构效关系基因信息数据库；S3：先通过搜索组成材料信息库，按照组成材料信息库中存储顺序选一种材料设定为组成材料A；再通过嵌套循环读取组成材料信息库中剩余材料信息，依次设定为匹配的组成材料B；然后调用横向热电器件几何结构与横向热电性能之间构效关系基因信息数据库；最后基于横向热电性能最优或者基于易加工原则，筛选出具有最佳横向热电性能的横向热电器件及其几何结构参数，同步实现横向热电器件几何结构设计与性能优化的高通量筛选；S4：根据高通量筛选结果，创建结果文件表头；再输出组成材料的A或B配对信息、最优横向热电性能和器件几何结构信息；然后，根据用户输入文件存储路径，将输出信息存储到结果数据库中，供查阅和调用；最后，输出提示信息，以提示用户完成计算，运行结束。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2包括：S2.1：定义A或B横向热电器件的横向热电性能参数最大值的初始值；S2.2：根据基尔霍夫定律，建立横向热电器件几何结构与横向热电性能间构效关系的函数，将材料A、B与器件的倾斜角及占比参数代入函数关系得到当前几何结构参数下的横向热电性能参数；S2.3：若当前几何结构参数下的横向热电性能参数的绝对值大于横向热电性能参数最大值的绝对值，则将当前几何结构参数下的横向热电性能参数的值赋予横向热电性能参数最大值，并同步记录当前几何结构参数；S2.4：若当前几何结构参数下的横向热电性能参数的绝对值小于等于横向热电性能参数最大值的绝对值，则更新组成材料B的占比和器件的倾斜角，返回执行步骤S2.2，直至组成材料B的占比和器件的倾斜角均达到设定值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，构效关系基因信息数据库中保存的高通量优化计算结果包含：材料A的名称、材料B的名称、最佳横向热电性能参数值和对应的几何结构参数。4.一种优化设计横向热电器件高通量实现的软件系统，其特征在于，包括：横向热电器件组成材料基因数据库的读写...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵文俞，朱婉婷，魏平，贺丹琪，聂晓蕾，桑夏晗，张清杰，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：