基本介绍
温差发电是一种新型的发电方
式,具有清洁,无噪音污染和有害物
质排放,高效,寿命长,坚固,可靠性
高,稳定等一系列优点,符合绿色环
保要求,对国民经济的可持续发展
具有重要的战略意义.
发电原理
在P型(N型)半导体中,由于
热激发作用较强,高温端的
空穴(电子)浓度比低温端
大,在这种浓度梯度的驱动
下,空穴(电子)由于热扩散
作用,会从高温端向低温端
扩散,从而形成一种电势差。
如图所示将P型和N半导体的
热端相连,则在冷端可得到一个
电压,这样一个PN结就可以利用
高温热源与低温热源之间的温
差将热能直接转换成电能,将很
多个这样的PN结串连起来,就可
得到足够高的电压,成为一个温
差发电机,很显然这样的温差发
电机完全没有转动部分,因此非
常可靠。
三大基础理论
1、Peltier效应
2、Seebeck效应
3、Thomson效应
Peltier效应
当有电流通过金属-半导体接触的界面时，
将会发热或者致冷，这种热电现象就是
Peltier效应。
对珀尔帖效应的物理解释是：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。
Seebeck效应
在两种不同导电材料构成的闭合回路中，
当两个接点温度不同时，回路中产生的电
势使热能转变为电能的一种现象。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。
Thomson效应
当电流在温度不均匀的导体中流过时，导体
除产生不可逆的焦耳热之外，还要吸收或放
出一定的热量（称为汤姆孙热）。或者反过
来，当一根金属棒的两端温度不同时，金属
棒两端会形成电势差。这一现象后叫汤姆孙
效应
优点及发展
热电转换材料直接将热能转化为电能，是一
种全固态能量转换方式，无需化学反应或流
体介质，因而在发电过程中具有无噪音、无
磨损、无介质泄漏、体积小、重量轻、移动
方便、使用寿命长等优点
在军用电池、远程空间探测器、远距离通讯
与导航、微电子等特殊应用领域具有“无可
替代”的地位。但由于造价昂贵目前无法工
业化普及。
在21世纪全球环境和能源条件恶化、燃料
电池又难以进入实际应用的情况下，温差
电技术更成为引人注目的研究方向。