太阳能热电器件利用半导体材料的Seebeck效应进行温差发电。热电器件结构简单、体积小、重量轻、无噪声、安全可靠寿命长,是一种理想的能量转化器件。一种实现较大温差的方法是平板集热,这种集热方式结构简单更适于高辐射强度的空间应用。另一种方法是通过透镜对太阳光进行聚光以实现较大的温差,这种方法能够在地面对太阳辐射强度进行成倍的增幅,从而更有效的使热臂两端获得较大温差。首先,构建以Bi₂Te₃和PbTe为基础的平板集热太阳热电器件热分析模型,由此得出器件在AM1.5辐射条件下和近日空间环境下的温度分布情况。基于Seebeck效应,进一步结合基于温度的物性参数计算集热比、热臂截面积以及热臂长度等因素对器件的开路电压、输出功率及转化效率等的影响。然后,构建以GeSi为基础的聚光型集热太阳热电器件热分析模型,由此得出器件在AM1.5辐射条件下的温度分布情况。基于Seebeck效应,进一步结合基于温度的物性参数计算集热比、热臂长度及接触热阻等因素对器件的开路电压、输出功率及转化效率等的影响。最后,主要研究内容和结果为:以Bi₂Te₃材料为基础构建的平板集热太阳热电器件,在陆地上的转化效率达到1.55%;以Bi₂Te₃和PbTe材料为基础构建了平板集热太阳热电器件;工作在地球同步轨道上的Bi₂Te₃太阳热电器件的最大转化效率可达5.5%,而PbTe太阳热电器件在金星和水星轨道的上的最大转化效率分别可达4.75%和5.84%;以GeSi材料为基础构建的聚光型集热太阳热电器件,在陆地上的转化效率可达3.49%。