一种高效快速单向传热温差发电系统，属于传热领域。系统由下到上依次包括热源（1）、温差发电元件（2）、导热板（3）以及液体箱（5）。其中液体箱（5）内充满液体工质（4），液体箱（5）的底部布置有一块导热板（3）；上述液体箱（5）底部和导热板（3）被上下挖空，使得热源（1）通过液体箱（5）底部被挖空部分与导热板底部直接接触，又通过导热板被挖空部分与液体箱（5）内的液体工质（4）直接接触。液体箱内部的工质形成自然对流以维持温差发电元件冷端相对稳定且较低的温度，从而建立持续一段时间的温差进行发电。该实用新型可高效快速地换热，可避免频繁更换工作液体，且不需要通过外加泵形成强制对流循环而耗费额外的电能。