у піддіапазону. Розподіл Електронної Густин такоже показує пунктирно лінія, и відповідає Загальній несучій концентрації травня 1018/см3
Рис. 1.9. (а) для [111] PbTe/PbEuTe МКЯ (заповнені и порожні кола) и [100] PbTe/EuTe надграток [10] (Відкрита площа), збільшується чи зменшується в залежності від товщини квантового шарів. Значення рухлівості позначені вищє точки даних (b) 2 нм квантових ям, показуючі более | S | при тій же концентрації носіїв як і 4 нм квантові ями об'ємного PbTе
РОЗДІЛ 2. Класифікація ТЕ-МАТЕРАЛІВ
2.1 Ефективність ТЕ-матеріалів
Ефективність термоелектрічного пристрою покладів НЕ только от S. РОЗГЛЯДУ електричного Струму и теплоти в типовому Пристрої, як показано на рис. 2.1, показує, что и ефективність виробництва електроенергії и коефіцієнт Корисної Дії (ККД) збільшуються в залежності від температури. Безрозмірна термоелектрічна добротність матеріалу візначається як
де T - середня температура гарячих и холодних сторон, и k є електропровідністю и Пітом теплопровідністю матеріалу. Потрібно відзначіті, что k є прямою сумою вкладів від носіїв (ke) та гратки (kL). Чітко зрозуміло, что великий | S | и є необхіднімі вместе с маленьким k. Дійсно, Значне Збільшення добротності, ZT, наноструктурної термоелектрікі Було досягнутості через Зменшення kL. У загально термоелектрічніх матеріалів, вікорістовуваніх сьогодні, например, об'ємного Bi2Te3, PbTe, SiGe и т.д., зазвічай ZT ~ 1, Який відповідає ефектівності ~ 10%, З джерела тепла в 525 K и тепловідведенням при кімнатній температурі 300 К. Мі побачимо як з'явилися нанотехнологій вместе с КРАЩА інструментами виробництва матеріалів показує Великі перспективи Збільшення ZT.
квантової ефект наноструктура теплопровідність
Рис. 2.1 Основний термоелектрічній Пристрій для (a) превращение теплової ЕНЕРГІЇ в електричних, і (b) охолодження. Пара складається з p- та n- Напівпровідників
Практично, много таких елементів об'єднують послідовно, щоб добитися необхідного уровня потужності.
Альтернативою использование термоелектрічніх матеріалів, при охолодженні, використовуются термоелектронні Ефекти, Які реалізовані у вакуумних діодніх прилаштувати [11]. У вакуумному діоді Перехід електронів від катода до анода (рис. 2.2) может прізвесті до охолодження катода. Така ідея булу предложено Іоффе [12] в якості засобими для зниженя впліву фактора розсіювання носіїв (что зніжує рухлівіть) i граткової теплопровідності (яка погіршує теплообмін через носії) в твердотільніх матеріаліах. Іоффе Припускати, что генератор електроенергії МІГ буті отриманий з системи, что Складанний з «багатьох пластин при вісокій температурі T1 и розділеній вакуумом від Іншого набору пластін, Які зберігаються при більш нізькій температурі T2 ». Для перепаду температур, T1-T2 gt; 200, Різниця кінетічніх енергій могла використовуват для того, щоб создать ЕЛЕКТРИЧНА різніцю потенціалів. Такі Ідеї могут буті реалізовані як в Енергетичному перетворенні, так и охолодженні.
Рис.2.2 Принципи термоелектронного охолодження. Материал зліва (катод) охолодженя помощью Електронної емісії по потенціальному бар'єрі (eФc) - Складення поверхні розділу между металом и матеріалом вакууму/напівпровідніка - в анод. Прікладеній Потенціал (eV) компенсує збільшену температуру анода
. 2 Ефект граткової теплопровідності
Із Загальної теплопровідності, встановл внесок від носіїв/електронів () i гратки (), Попередній прямо пропорційній електропровідності (?) через закон Відемана-Франца І, як правило, невелика за величиною в порівнянні з. Отже, тут ми в основному розглянемо Як згадувать Ранее, основном Збільшення добротності, ZT, наноструктурованих термоелектріків Було Полеглих через Зменшення внеска граткової теплопровідності. Нижчих зніжує паразітні перенесеного тепла від гратки І, як наслідок, збільшуються Частки перенесеного тепла помощью Електрон носіїв, что виробляти до більш ефективного превращение теплової ЕНЕРГІЇ в ЕЛЕКТРИЧНА. Спочатку ми розглянемо порядковий феноменологію щоб отріматі кращу оцінку наших прогнозів и ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНО зусіль, спрямованостей на зниженя.
. 2.1 НАПІВКЛАСІЧНА ТЕОРІЯ ТЕПЛОПРОВІДНОСТІ
Вона может буті ОТРИМАНО з Елементарна Принципів кінетічної Теорії газів [13], з урахуванням перенесених ЕНЕРГІЇ через НЕ взаємодіючі частинки [14], тому граткових теплопровідність, де - теплоємність гратки на одиницю об'єму, v -середня ШВИДКІСТЬ часток, и l- частко вільного пробігу. У твердому тілі, «частинки», что беруть доля в перенесенні тепла будут посілатіся на гратки мод/фононів. Ця ж формула для такоже отримай через на...
