低溫差下半導(dǎo)體溫差發(fā)電器設(shè)計(jì)與性能研究.pdf

1、本文從非平衡熱力學(xué)的角度出發(fā)，系統(tǒng)的闡述了半導(dǎo)體溫差發(fā)電的基本原理。通過現(xiàn)有的溫差電理論，建立起單層多電偶發(fā)電器在低溫差下穩(wěn)定工作的模型，研究了其在內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部換熱條件變化情況下的運(yùn)行規(guī)律，并和實(shí)驗(yàn)相比較，探索和總結(jié)能提高發(fā)電效率的途徑。 在理論分析方面，主要作了以下工作： 1.針對(duì)熱電材料優(yōu)值系數(shù)達(dá)到一定值后會(huì)隨溫度下降的現(xiàn)象，提出了半導(dǎo)體極性弱化的假設(shè)，得到了有關(guān)溫差電勢(shì)更一般的計(jì)算式。 2.建立了穩(wěn)定情況

2、下半導(dǎo)體元件的一維傳熱模型，結(jié)果表明在溫度梯度和輸出電流較小的情況下，n型元件和p型元件內(nèi)部溫度場(chǎng)都近似呈線性分布。 3.在外部換熱條件方面，通過模擬得出高溫側(cè)的換熱條件比低溫側(cè)對(duì)發(fā)電器的影響更重要這一結(jié)論。 4.在內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面，指出了Gao和D.M.Rowe等計(jì)算模型中的不足之處，得到了能更精確地計(jì)算發(fā)電器輸出功率和發(fā)電效率的公式。 在有關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究中，工作內(nèi)容主要包括： 1.設(shè)計(jì)并搭建了低溫差下發(fā)