Thermoelectric Materials Workbench
面向 Qrow 的热电材料研究流程：从配料、原始电学数据预处理、Seebeck/Lorenz 拟合，到热扩散、Debye 热容和 ZT 综合计算，集中在一个可部署的静态网页里。
配料计算器
数据导入
点击或拖拽 .txt 文件到此处
Seebeck / Lorenz Number 拟合
Cp 热容计算器（Debye模型）
综合计算（热导率、功率因子、ZT）
材料参数
Lorenz数（从Seebeck拟合传入）
热扩散数据
点击或拖拽热数据文件到此处（支持 .csv 和 .txt）
电学数据（σ + S）
📋 使用指南 (SOP)
总体流程
Step 2 数据导入/预处理 — 导入电学数据 CSV，插值到标准温度网格
Step 3 Seebeck/Lorenz 拟合 — 拟合 S(η)，自动计算 Lorenz L(T)
Step 4 Cp 热容计算 — 输入化学式和 θD，Debye 模型计算 Cp(T)
Step 5 综合计算 — 汇总所有参数，计算 κ_total、κ_lattice、PF、ZT
Step 1：配料计算器
输入基体化学式（如 Sn0.98Na0.02Se）、掺杂元素和梯度浓度，点击"一键生成"即可得到各元素称量质量。
此模块与其他模块完全独立，不影响后续计算。
Step 2：数据导入 / 预处理
① 点击"导入 CSV"，选择包含 T、ρ(电阻率)、S(Seebeck) 三列数据的 CSV 文件。
② 系统会同时用线性插值和 PCHIP 插值两种方法，将数据统一到 11 个标准温度点：
300, 323, 373, 423, 473, 523, 573, 623, 673, 723, 773 K
③ 查看预览图表，选择拟合效果更好的一种（无奇异值、曲线平滑）。点击"确认发送"，数据将自动传入后续模块。
Step 3：Seebeck / Lorenz 拟合
① S(T) 数据从 Step 2 自动传入（也可手动粘贴）。
② 输入化学式（自动计算 M 和 n）和有效质量 m*。
③ 点击"拟合"，系统基于 SPB 模型 + 声学声子散射 (r = −1/2) 用 Fermi-Dirac 积分拟合每个温度点的 η（约化费米能级）。
④ 拟合完成后，Lorenz 数 L(T) 自动计算并传入综合模块，无需手动输入。
Step 4：Cp 热容计算
① 输入化学式（自动计算摩尔质量 M 和原子数 n）和德拜温度 θD。
② 点击"计算"，系统用 Debye 模型 计算 11 个温度点的 Cp(T)。
③ Cp 数据自动传入综合模块。
Step 5：综合计算
① 确认各模块数据已传入（σ、S、L、Cp 均应显示"已传入"标签）。
② 手动输入样品密度 ρ (g/cm³)，导入热扩散 Thermo.csv（支持 .csv 和 .txt 格式）。
③ 热扩散数据同样会用两种插值方法预览供选择。
④ 点击"计算全部"，得到完整数据表：
T(K) | σ(S/cm) | S(μV/K) | L | Cp | D | κ_total | κ_e | κ_lattice | PF | ZT
计算公式速查
κ_total = D × ρ × Cp (W/m/K, 单位转换已内置)
κ_e = L × σ × T (Wiedemann-Franz)
κ_lattice = κ_total − κ_e
PF = S² × σ × 1e-4 (μW/cm/K²)
ZT = S²σT / κ_total
✅ 精度验证：程序 vs Excel
| 计算项目 | 本工具计算值 | Excel 计算值 | 相对误差 | 结论 |
|---|---|---|---|---|
| Cp 热容 (300K) SnSe, θD=185K |
0.25198 J/g/K | 0.25196 J/g/K | < 0.002% | ✓ 极高精度 |
| Seebeck 系数 η=3.95, SPB拟合 |
68.97 μV/K | 69.11 μV/K | ~0.2% | ✓ 高精度 |
| Lorenz 数 η=3.95, SPB拟合 |
2.090 × 10⁻⁸ V²/K² | 2.097 × 10⁻⁸ V²/K² | ~0.4% | ✓ 高精度 |
| Fermi 积分 F₀ η=3.95, 64点Gauss-Legendre |
3.969 | 3.969 | < 0.01% | ✓ 完全一致 |