温差发电原理

    4.1.1热电效应

    不管热电材料是用于制冷或发电，利用的都是热电材料本身的物理性质。首先介绍一下热电材料的三个基本效应，即塞贝克效应、珀尔帖效应和汤姆逊效应。

    1．塞贝克( Seeback)效应

    如图4 -1所示，如将两种不同的导体a和b（n-型和p-型半导体）串联组成  回路，并使接头1和接头2保持在不同的温度T1和T2（T1>T2），p-型半导体中的空穴和n-型半导体中的电子会分别向高低温端积累，这样在导体b的开路位置X和y之间就会有一个电势产生，这一效应称为温差电现象，即塞贝克效应。将由N、P两种类型不同的半导体热电材料经电导率较高的导流片串联，并在A、B两端建立温差，则在负载RL两端施加电压，即可制成有一定输出功率和输出电压的发电器，温差电动势与两个接头的温度和组成闭合回路的物质有关。在温度相差不大的范围内，温差电动势Eab与温差ΔT成正比，可表示为

Eab= αabΔT    (4-1)

  式中：αab为塞贝克系数，又称为材料对的温差电动势率，αab=dE/dT，单位为V/K。

    对普通材料来说，塞贝克系数较低，但对半导体而言，塞贝克系数较高，一般

情况下半导体温差发电器的温差电动势率为数百μV/K。所以，塞贝克效应在半导体材料中更加明显。随着半导体技术的发展，这一效应获得了更多的重视和应用。

    2．珀尔帖( Peltier)效应

与塞贝克效应相反的现象是珀尔帖效应，如图4 -2所示。在图4-1的x和y两端施加一个外加电压，在由a、b两种导体构成的回路中将会有电流，通过，同时将在a、b导体的接头1、2处分别出现吸热和放热现象。假设接头处的吸热（或放热）速率为Q，实验发现Q与回路中的电流，成正比，即

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