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半導體熱電材料

更新時間:2020-06-09      點擊次數(shù):1054

半導體熱電材料

    半導體熱電材料(英文名:semiconductor thermoelectric material)指具有較大熱電效應的半導體材料,亦稱溫差電材料。它能直接把熱能轉換成電能,或直接由電能產(chǎn)生致冷作用。

    1821年,德國塞貝克(see—beck)在金屬中發(fā)現(xiàn)溫差電效應,僅在測量溫度的溫差電偶方面得到了應用。半導體出現(xiàn)后,發(fā)現(xiàn)它能得到比金屬大得多的溫差電動勢,熱能與電能轉換有較高的效率,因此,在溫差發(fā)電、溫差致冷方面得到了發(fā)展。

應用領域:

    半導體溫差發(fā)電材料用于制備溫差發(fā)電機,已應用于海岸掛燈、浮標燈、邊防通訊用電源、石油管道中無人中繼站電源和野戰(zhàn)攜帶電源以及海底探查、宇宙飛船和各類人造衛(wèi)星用電源。

    半導體溫差致冷材料,用于制造各種類型的半導體溫差致冷器,如各種小型冷凍器、恒溫器、露點溫度計、電子裝置的冷卻,以及在醫(yī)學、核物理、真空技術等方面都有應用。

發(fā)展趨勢:

(1)尋求為滿足不同用途和佳優(yōu)值系數(shù)的半導體材料。

(2)對材料的研究愈來愈深入,如將p型Sb2Te3加入Bi2Se3中,組成四元合金,獲得較好的Z值。

(3)發(fā)展材料制備工藝,以獲得優(yōu)質的組織結。例如,Bi2Te3及以其為基的固溶體在晶體結構上是輝碲鉍礦型結構,有強烈的方向性,平行于解理面的電導率σ是垂直于解理面的4~10倍,熱導率為3~5倍,溫差電優(yōu)值系數(shù)約為2倍,所以取向晶體致冷元件正是利用晶體的這一特點。

(4)以多種材料,按不同的工作溫度范圍配套,改善優(yōu)值系數(shù)。

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