Прогресс в области термоэлектричества с самого начала неразрывно связан с развитием различных направлений науки и техники и определяется достижениями научно-технической мысли.
Так, значительные успехи в термоэлектрической энергетике и охлаждении стали возможными благодаря высокому уровню развития физики и техники полупроводников. Разработке радиоизотопных и реакторных термоэлектрических генераторов предшествовала огромная работа по изучению физики атома и ядра. Конструктивное и технологическое совершенствование термоэлектрических устройств сочетает в себе рациональные решения, полученные в разработках по многим передовым направлениям техники. Создание высокоэффективных веществ для термоэлектрического преобразования энергии предопределяется уровнем развития химии, кристаллофизики, порошковой металлургии, новейшими методами получения и обработки материалов.
В то же время успехи в термоэлектрическом преобразовании оказывали и оказывают существенное влияния на другие области практической деятельности человека. Изучение термоэлектрического тока «этой прекрасной формы электричества, открытой Зеебеком», по словам М. Фарадея, явилось важным звеном в цепи его доказательств тождественности электричества, получаемого от различных источников [37]. Благодаря применению высокостабильного термоэлектрического источника тока Г. Ому удалось найти количественное описание электрических цепей, названное впоследствии законом Ома [26]. С помощью радиационных термоэлементов, внесших существенный вклад в этап революционных изменений в физике, было проведено изучение абсолютно черного тела [42]. Термоэлектрические приемники излучения сыграли также значительную роль в становлении и формировании инфракрасной спектрометрии и актинометрии. Биология, физика, химия и медицина многими своими открытиями обязаны микрокалориметрии. Любопытным фактом, связывающим термоэлектричество с медициной, является попытка некоторых исследователей конца прошлого века привлечь термоэлектрические представления для объяснения механизма деятельности центральной нервной системы. Как отмечалось в одном из журналов английских естествоиспытателей, «источник нервной силы заключается в различии температуры внутренности и внешней поверхности тела организма. По этой гипотезе окончания нервов в коже соответствуют холодным концам термоэлектрической батареи, а головной мозг сравниваем с нагретым концом батареи... Нервная сила развивается вследствие превращения теплоты в электрический ток» [33, с. 47]. В медицинской практике того периода термоэлектрические источники тока достаточно часто использовались для проведения электропроцедур. В современной медицине успешно применяются разнообразные термоэлектрические приборы: микротермогенераторы для аппаратов «искусственное сердце», криохирургическое и криотерапевтическое оборудование, основанное на термоэлектрическом охлаждении, устройства для температурных измерений и температурного контроля.
Термоэлектрические термометры и термоэлектрические тепломеры внесли огромный вклад в совершенствование техники тепловых измерений. В электроизмерительной технике термоэлектрические устройства служат образцовой аппаратурой для поверки широкого класса приборов. Изучение термоэлектрических свойств практически всех веществ и разработка для этих целей многочисленных методов измерения параметров обогатили, не только технику эксперимента, но и материаловедение в целом. Изучение термоэлектрических эффектов на современном уровне дает возможность получить новые сведения о процессах взаимодействия электронов с фононами, примесями, дефектами кристаллов, форме и строении энергетических зон вещества, механизмах рассеяния, времени релаксации, эффективной массе электрона и других микроскопических параметров материальных систем.
Примерами интенсивного внедрения термоэлектрических устройств в разнообразные области науки и техники могут служить термоэлектрические преобразователи, первоначально предназначавшиеся для измерения основных величин постоянного тока. В настоящее время они используются в качестве образцовых мер, эталонов, компараторов и калибраторов в метрологии, в аналоговых и цифровых приборах, в информационно-измерительных системах, являются эффективными устройствами гальванической развязки, трансформаторами постоянного тока. Применяются в радиотехнике, в частности для измерения распределения электромагнитного излучения, служат детекторами и фильтрами частот; в вычислительной технике используются как функциональные элементы, сумматоры, делители и т. п. [5]. Устройствам, основанным на термоэлектрическом методе преобразовании энергии, в настоящее время уделяется большое внимание во всех высокоразвитых странах.
