低品位熱源半導體小溫差發(fā)電器性能研究.pdf

1、本文查閱了國內(nèi)外關于半導體溫差發(fā)電方面的大量文獻和書籍，介紹了溫差發(fā)電的相關原理、歷史，以及當前的最新研究進展和應用。溫差電效應是半導體溫差發(fā)電的理論基礎，本論文對其基本原理進行了較詳細的說明，尤其是對與塞貝克效應緊密聯(lián)系的溫差發(fā)電過程作了清晰的闡述。在此基礎上，針對已有的研究中一般都把溫差電材料特性參數(shù)(塞貝克系數(shù)α、電導率σ、熱導率λ)簡單地作為常數(shù)來分析處理的情況，本文通過實驗方法測定了目前室溫附近最常用的Bi2Te3基半導體材料

2、從0℃附近到200℃附近材料特性參數(shù)的數(shù)值，得到了隨溫度變化的擬合關系式，這對于進一步的理論研究是一種有益的探索。 作為論文主要部分之一的實驗研究部分，作者依照溫差發(fā)電的基本原理設計并搭建了小溫差下利用低品位熱源發(fā)電的實驗平臺。在該實驗平臺上，本文完成了多工況下不同溫差的發(fā)電器性能研究，得到了可靠的實驗數(shù)據(jù)，并總結出了一系列溫差發(fā)電器的運行規(guī)律。為了驗證這些由實驗得到的發(fā)電規(guī)律，本文從非平衡態(tài)熱力學理論出發(fā)，對實驗所采用的發(fā)電模

3、塊(商用溫差制冷模塊TEC1-12703)，以MATLab為平臺，自行編程進行了數(shù)值模擬。在數(shù)值模擬過程中，本文把模塊兩端的陶瓷片部分亦考慮進去(這在國內(nèi)外文獻上尚無此方面的相關報道)，采用有限差分及迭代等方法，得到了一定工作條件下，模塊的溫度場分布和發(fā)電性能等諸多內(nèi)在的數(shù)量關系。最后選取一些典型溫度工況，把數(shù)值模擬結果和實驗結果進行了相互對比，驗證表明，數(shù)值分析結果和實驗數(shù)據(jù)吻合較好。 本文通過對低品位熱源半導體小溫差發(fā)電器性