用什么当做半导体制冷用什么材料可以制作半导体材料在什么电器里有

用什么当做半导体制冷用什么材料可以制作半导体材料在什么电器里有,第1张

你好:

——★1、利用半导体 PN 结的  “帕尔贴”  效应,就可以做半导体制冷的。例如:汽车冷暖保温箱(半导体制冷块改变电源极性,就可以达到冷热转换的)。

——★2、市售的  半导体制冷块  ,就是利用半导体 PN 结的 帕尔贴 效应制冷的。你可以到网上搜索,产品还是很好买到的。

半导体制冷器件的工作原理是基于帕尔帖原理,该效应是在1834年由J.A.C帕尔帖首先发现的,即利用当两种不同的导体A和B组成的电路且通有直流电时,在接头处除焦耳热以外还会释放出某种其它的热量,而另一个接头处则吸收热量,且帕尔帖效应所引起的这种现象是可逆的,改变电流方向时,放热和吸热的接头也随之改变,吸收和放出的热量与电流强度I[A]成正比,且与两种导体的性质及热端的温度有关,即:

Qab=Iπabπab称做导体A和B之间的相对帕尔帖系数

,单位为[V],

πab为正值时,表示吸热,反之为放热,由于吸放热是可逆的,所以πab=-πab帕尔帖系数的大小取决于构成闭合回路的材料的性质和接点温度,其数值可以由赛贝克系数αab[V.K-1]和接头处的绝对温度T[K]得出πab=αabT与塞贝克效应相,帕尔帖系也具有加和性,即:Qac=Qab+Qbc=(πab+πbc)I因此绝对帕尔帖系数有πab=πa-

πb金属材料的帕尔帖效应比较微弱,而半导体材料则要强得多,因而得到实际应用的温差电制冷器件都是由半导体材料制成的。制冷材料AVIoffe和AFIoffe指出,在同族元素或同种类型的化合物质间,晶格热导率Kp随着平均原子量A的增长呈下降趋势。RWKeyes通过实验推断出,KpT近似于Tm3/2ρ2/3A-7/6成比例,即近似与原子量A成正比,因此通常应选取由重元素组成的化合物作为半导体制冷材料。半导体制冷材料的另一个巨大发展是1956年由AFIoffe等提出的固溶体理论,即利用同晶化合物形成类质同晶的固溶体。固溶体中掺入同晶化合物引入的等价置换原子产生的短程畸变,使得声子散射增加,从而降低了晶格导热率,而对载流子迁移率的影响却很小,因此使得优值系数增大。例如50%Bi2Te3-50%Bi2Se3固溶体与Bi2Te3相比较,其热导率降低33%,而迁移率仅稍有增加,因而优值系数将提高50%到一倍。Ag(1-x)Cu(x)Ti

Te、Bi-Sb合金和YBaCuO超导材料等曾经成为半导体制冷学者的研究对象,并通过实验证明可以成为较好的低温制冷材料。下面将分别介绍这几种热电性能较好的半导体制冷材料。二元固溶体,无论是P型还是N型,晶格热导率均比Bi2Te3有较大降低,但N型材料的优值系数却提高很小,这可能是因为在Bi2Te3中引入Bi2Se3时,随着Bi2Se3摩尔含量的不同呈现出两种不同的导电特性,势必会使两种特性都不会很强,通过合适的掺杂虽可以增强材料的导电特性,提高材料的优值系数,但归根结底还是应该在本题物质上有所突破。


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