ть металів напівпровідники, стало можливим енергетичне використання термоелектричного ефекту, і в 1940-1941 роках в Ленінградському фізико-технічному інституті був створений перший у світі напівпровідниковий термоелектрогенератор. Працями і його школи в 40-50-ті роки була розроблена і теорія термоелектричного ефекту в напівпровідниках, а також синтезовані вельми ефективні (донині) термоелектричні матеріали В».
Поєднуючи між собою окремі термоелементи, можна створювати досить потужні термобатареи. Електростанція потужністю 10 ГВт може важити до 200 тисяч тонн. Зниження ваги енергоустановки прямо пов'язане з підвищенням коефіцієнта корисної дії перетворення сонячної енергії в електрику.
Цього можна досягти двома шляхами: збільшенням термічного коефіцієнта корисної дії перетворювача і зниженням необоротних втрат енергії під всіх елементах енергоустановки.
У першому випадку концентроване випромінювання дозволяє отримувати дуже високі температури. Але одночасно при цьому вельми зростають вимоги до точності систем стеження за Сонцем, що для величезних за розмірами концентрують систем малоймовірно. Тому зусилля дослідників незмінно прямували на зниження необоротних втрат. Вони спробували зменшити перетікання тепла з гарячих спаїв на холодні теплопровідністю. Для вирішення цього завдання вимагалося домогтися збільшення добротності напівпровідникових матеріалів.
Однак після багаторічних спроб синтезувати напівпровідникові матеріали з високою добротністю стало ясно, що досягнута сьогодні величина є граничною. Тоді виникла ідея розділити гарячий і холодний спаї повітряним проміжком, подібно двоелектродної лампі - діод. Якщо в такій лампі розігрівати один електрод - катод і при цьому охолоджувати інший електрод - анод, то в зовнішній електричного кола виникне постійний струм. Вперше це явище спостерігав в 1883 році Томас Едісон.
«³дкрите Едісоном явище отримало назву термоелектронної емісії, - пише Л.М. Драбкін. - Подібно термоелектрики воно довгий час застосовувалося в техніці слабких струмів. Пізніше вчені зверніть увагу на можливості використання методу для перетворення тепла в електрику. І хоча природа у термоелектрики і термоелектронної емісії різна, але вирази для ККД у них однакові.
Головні складові необоротних втрат у ТЕП пов'язані з неізотермічного характером підведення і відведення тепла на катоді і аноді, перетіканням тепла з катода на анод за елементами конструкції ТЕП, а також з омічними втратами в елементах послідовного з'єднання окремих модулів.
Для досягнення високих ККД циклу Карно сучасні ТЕП створюють на робочі температури катодів 1700-1900 К, що при температурах охолоджуваних анодів порядку 700 К дозволяє отримувати ККД близько 10 відсотків. Таким чином, завдяки зниженню незворотних втрат в самому перетворювачі і при одночасному підвищенні температури подіода тепла ККД ТЕП виявляється вдвічі вище, але при істотно більш високих температурах підведен...
