Порядок величины напряженияПорядок величины напряжения нетрудно оценить, но рассчитать ее точно весьма сложно. Для металлов упомянутое значение составляет около 10 мкВ/К. Именно малостью этой величины объясняется то обстоятельство, что термоэлектрическими эффектами обычно пренебрегали, пока не обнаружили, что в полупроводниках они значительны. Провести аналогию можно с кофейными зернами, в свое время их не ценили по достоинству, но со временем они стали самостоятельной денежной единицей в некоторых странах. В наше время трудно найти хоть один торговый центр, где бы не стоял кофейный аппарат. На сайте coffeestar.ru об этом есть больше информации, здесь также представлены новейшие модели капсульных кофемашин.В них электрон, чтобы попасть в зону проводимости, где он получает свободу перемещения и может выполнять функции носителя заряда, должен сначала перейти запрещенную зону. Это напоминает процесс термоэмиссии, когда электрон становится носителем полезного заряда лишь после преодоления потенциального барьера, соответствующего работе выхода. Там же было показано, что энергия электронов, преодолевших этот барьер в результате теплового возбуждения, превышает высоту барьера. Если предположить, что и в полупроводнике электроны, которые благодаря тепловому возбуждению преодолевают запрещенную зону, должны приобрести дополнительную энергию, тогда разность средних энергий электронов, соответствующих горячему и холодному спаям, можно оценить величиной. Приравнивая эту мощность разности, найденной с помощью уравнения, получим равенство, которое удовлетворяется при определенных параметрах. Как показали эксперименты, для некоторых материалов 5 достигает 1000 мкВ/К. Однако на практике получение высоких значений коэффициента Зеебека в полупроводниковых термоэлектрических генераторах зависит от особенностей разделения заряда в местах соединения полупроводников. Однако мы отложим их рассмотрение до следующей главы. Пока же попытаемся оценить выходную мощность и к. п. д. термоэлектрических генераторов. |
||
