Thermoelectric Materials Workbench
面向 Qrow 的热电材料研究流程：从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，在此完成数据分析；配料计算器已拆分为独立页面。
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）
灵活结果输出（电学 / 热学 / 综合）
材料参数（仅热学 / 综合输出需要）
Lorenz数（可选，仅分离 κ_e / κ_lattice 时需要）
热扩散数据（可选）
点击或拖拽热数据文件到此处（支持 .csv 和 .txt）
电学数据（σ + S，可选）
📋 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 灵活输出 — 可分别输出电学或热学结果，也可汇总计算 κ_total、κ_lattice、PF、ZT
Step 1：配料计算器
打开独立配料计算器，可直接输入名义组分，也可使用取代或额外添加模式生成配料表。 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：灵活结果输出
① 只有电学数据时，可直接输出 T | σ | S | PF，无需热扩散或 Lorenz 数据。
② 只有热学数据时，输入材料参数和密度、导入热扩散文件并选定插值，即可输出 T | Cp | D | κ_total。
③ 电学和热学数据都有时，系统自动合并并增加 PF 与 ZT；如果还传入了 Lorenz 数，则进一步输出 κ_e 和 κ_lattice。
④ 点击“按现有数据生成结果”，系统会自动判断可计算的项目，不再要求所有数据必须同时齐全。
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-6 (μW·cm⁻¹·K⁻²)
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 |