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时间:2018-12-28
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1、为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划热电效应材料(共3篇) 半导体的热电效应及热电材料研究与应用 摘要:据半导体热电效应以及制冷原理进行了分析,并分析了提高半导体热电材料热电优值的方法介绍了当今国内外半导体热电材料研究和热电材料制冷方面的应用。关键词:热电效应;半导体热电材料;塞贝克系数;电导率;热导率;热电优值,半导体制冷; 正文: 一.热电效应 把热能转换为电能的所谓热电效应的发现已有一个半世纪的历史,这是与温度
2、梯度的存在有关的现象,其中最重要的是温差电现象。但是,由于金属的温差电动势很小,只是在用作测量温度的温差电偶方面得到了应用。半导体出现后,发现它能得到比金属大得多的温差电动势,在热能与电能的转换上,可以有较高的效率,因此,在温差发电、温差致冷方面获得了发展。由于温度梯度及电流同时存在时引起的一些现象——主要是塞贝克效应、珀尔帖效应和汤姆逊效应。 塞贝克效应目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解,并感受到安保行业的发展的巨大潜力,可提升其的专业水平,并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的
3、发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划 塞贝克效应,又称作第一热电效应,它是指由于两种不同电导体或半导体的温度差异而引起两种物质间的电压差的热电现象。在两种金属A和B组成的回路中,如果使两个接触点的温度不同,则在回路中将出现电流,称为热电流。塞贝克效应的实质在于两种金属接触时会产生接触电势差,该电势差取决于金属的电子逸出功和有效电子密度这两个基本因素。半导体的温差电动势较大,可用作温差发电器。 产生Seebeck效应的主要原因是热端的载流子往冷
4、端扩散的结果。例如p型半导体,由于其热端空穴的浓度较高,则空穴便从高温端向低温端扩散;在开路情况下,就在p型半导体的两端形成空间电荷,同时在半导体内部出现电场;当扩散作用与电场的漂移作用相互抵消时,即达到稳定状态,在半导体的两端就出现了由于温度梯度所引起的电动势——温差电动势。自然,p型半导体的温差电动势的方向是从低温端指向高温端,相反,n型半导体的温差电动势的方向是高温端指向低温端,因此利用温差电动势的方向即可判断半导体的导电类型。可见,在有温度差的半导体中,即存在电场,因此这时半导体的能带是倾斜的
5、,并且其中的Fermi 能级也是倾斜的;两端Fermi能级的差就等于温差电动势。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解,并感受到安保行业的发展的巨大潜力,可提升其的专业水平,并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划 实际上,影响Seebeck效应的因素还有两个:第一个因素是载流子的能量和速度。因为热端和冷端的载流子能量不同,这实际上就反映了半导体Fermi能级在两端存在差异,因此这种作用也会对温
6、差电动势造成影响——增强Seebeck效应。第二个因素是声子。因为热端的声子数多于冷端,则声子也将要从高温端向低温端扩,并在扩散过程中可与载流子碰撞、把能量传递给载流子,从而加速了载流子的运动——声子牵引,这种作用会增加载流子在冷端的积累、增强Seebeck效应。半导体的Seebeck效应较显著。一般,半导体的Seebeck系数为数百mV/K,这要比金属的高得多。 利用塞贝克效应,可制成温差电偶来测量温度。只要选用适当的金属作热电偶材料,就可轻易测量到从-180℃到+XX℃的温度,如此宽泛的测量范围
7、,令酒精或水银温度计望尘莫及。现在,通过采用铂和铂合金制作的热电偶温度计,甚至可以测量高达+2800℃的温度! 珀尔帖效应目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解,并感受到安保行业的发展的巨大潜力,可提升其的专业水平,并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划 两种不同的金属构成闭合回路,当回路中存在直流电流时,两个接头之间将产生温差。这就是珀尔帖效应。帕尔帖效应也称作热电第二效应。对帕尔帖效应的物
8、理解释是:电荷载体在导体中运动形成电流。由于电荷载体在不同的材料中处于不同的能级,当它从高能级向低能级运动时,便释放出多余的能量;相反,从低能级向高能级运动时,从外界吸收能量。能量在两材料的交界面处以热的形式吸收或放出。所以,半导体电子制冷的效果就主要取决于电荷载体运动的两种材料的能级差,即热电势差。纯金属的导电导热性能好,但制冷效率极低。半导体材料具有极高的热电势,可以成功的用来做小型的热电制冷器。经过多次实验,科学家发现:P型半导体和N型半导体(Bi
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