ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

КОЭФФИЦИЕНТ ЗЕЕБЕКА ДЛЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ

Ни один из металлов не имеет коэффициент Зеебека бол 100 мкВ/К. Как видно из табл. 5.4, для подавляющего большинства метал-, значение коэффициента заметно меньше 10 мкВ/К. Некоторые полупроводні і в практически важном диапазоне температур имеют коэффициент Зеебека уровне 300 мкВ/К. Так как добротность пропорциональна квадрату коэффиШ ента Зеебека, можно с уверенностью утверждать, что применение таких по. т« проводников гораздо предпочтительнее, чем металлов.

Рис. 5.12. Коэффициент Зеебека, электро - и теплопроводность полупроводшг в зависимости от концентрации носителей

Данные, приведенные в табл. 5.4, взяты из справочника по термоэлектро ке, который собран из различных источников. Все элементы, представлены в табл. 5.4, являются металлами. Значение коэффициента Зеебека для полугг водников сильно зависит от уровня примесей. При этом полярность эффек Зеебека зависит от того, является ли полупроводник полупроводником р - і п - типа. Для чистых (без примесей) полупроводников коэффициент Зеебека. вен нулю. Для полупроводников с малой концентрацией примеси коэффицие Зеебека быстро растет, достигая максимального значения, а затем уменьшает», как показано на рис. 5.12.

5.8. Характеристики термоэлектрических материалов Т йлпца 5.4. Коэффициент Зеебека для металлов мкВ/А' при температуре 300 К

1,46

ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Не следует выбирать термоэлектрические материалы, основываясь ■ т>ко на их добротности. Материал с высоким значением добротности Zможет Ь*п> непригоден, например, из-за низкой температуры плавления. В табл. 5.5 'щ едены значения: добротности Z, максимальной рабочей температуры Тн, WT' изведения ZTH и эффективности г) для нескольких материалов. Эффектив - kv гь вычислялась по формуле:

Л = [(1 + Z<7>)V2 _ i)/((i + Z<T>yn + ТС/Т„)](ТН- Тс)/Тн (47)

Тс = 300 К. Хотя BiSb4Te7 5 имеет самое высокое значение добротности из х материалов, представленных в таблице, низкое значение его максималь - рабочей температуры делает практическое использование этого материала ительно неэффективным. С другой стороны, теллурид свинца имеет за - о меньшую добротность, но может работать при температурах до 900 К, этому его эффективность достигает 12,6 %, если холодный торец образца, ть при температуре 300 К.

Материал

z, кнк-1

т№ к

ZTH

Л, %

Bi2Te3

2,0

450

0,9

5,4

BiSb4Te7 5

3,3

450

1,5

7,6

Bi2Te2Se

2,3

600

1,38

11,1

РЬТе

1,2

900

1.08

12,6

CeS (+Ва)

0,8

1300

1,04

14,3

Температура, °С

Рис. 5.13. Зависимость ZT от температуры для различных полупроводников р-типа

Произведение ZT носит название безразмерной добротности. Для каждого лупроводника существует диапазон температур, в котором значение безразмер добротности ZT максимально. В области температур около 100 °С лучше всего ботает Bi2Te3. При более высоких температурах (около 500 °С) можно использі РЬТе, который применяют еще с 1960 г. В настоящее время в этом диапазоне т ператур предпочитают так называемый TAGS (tellurium/antimony/germanium/sih В 2003 г. разработали материал Zn4Sb3, который имеет отличные характеристи промежуточном диапазоне температур в районе 350 °С. На рис. 5.13 представ данные по полупроводникам /ьтипа. Отметим, что РЬТе является полупрове ком /7-типа, когда он легирован натрием. Если же в него введены примеси йо свинца, то он обладает свойствами полупроводника и-типа.

Гораздо большие значения величины ZT при комнатной температуре были лучены в лабораторных условиях. Так, для полупроводника/ьтипа Bi2Te3/Sb-,T

имеющего суперрешетку, достигнуто значение произведения ZT= 2,4 при ком­натной температуре.

ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

РАБОТА

Выше мы говорили о том, что газ, находящийся в цилиндриче­ском сосуде с поршнем, может совершать работу. Какова эта работа? Сила, действующая на поршень со стороны газа, равна рА, где А …

ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ

Подведем некоторое количество Q теплоты к газу, находящему- ■ : цилиндре с адиабатическими стенками и поршнем внутри, который может ■сремещаться без трения. Наличие адиабатических стенок означает, что тепло - р …

УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ ПРИ ПОСТОЯННОМ ОБЪЕМЕ

При изменении температуры некоторого фиксированного коли­чества газа будет меняться его внутренняя энергия. Если при этом объем газа остается постоянным (например, газ помещен в сосуд с жесткими стенками), то изменение его …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.