基于塞贝克效应的光伏幕墙的节能研究

随着我国建筑业的不断发展以及能源结构的不断调整,利用新能源的光伏幕墙在节能减排中已初见成效,但光伏系统工作时,仍存在光伏电板的背板温度上升而影响其工作效率,进而导致能耗增加的问题。因此,提出了一种新型的节能环保的空气腔结构型光伏幕墙,一方面研究墙体外表面与光伏背板间的空气腔多种宽度下对散热效率的影响关系;另一方面利用塞贝克效应原理,研究光伏板背部铜-康铜热电偶热电转换装置吸收热量与光伏板工作效率的关系。最终通过对实验所测数据的分析,得出基于塞贝克效应的光伏建筑墙体的散热效率随空气腔宽度增加而增大,热电偶对光伏背板热量的利用可以促进提高光伏板工作效率。

基于塞贝克效应的燃气灶余热回收装置

针对家庭燃气灶具周圈热能逸散流失严重的问题,设计一款基于塞贝克效应的新型余热回收装置.该装置能使逸散热能通过半导体发电模组正反面的温差势能驱动,持续转化为电能储存,而发电模组正反面温差则由微型冷却系统调节.试验结果表明,半导体发电模组正反面温差越大,装置发电功率越大,当温差达到70℃时,发电功率可达3 W;发电总电压与温差呈线性相关,在系统稳定状态下,空冷得到的发电电压为4.7 V,水冷得到的发电电压为6.8 V,可见水冷产生的温差效果较好,可实现更高效能的热电转化.该装置适用于普通家庭厨房,且具有较好的市场推广前景.

半导体塞贝克效应实验教学的思考与创新

半导体材料依托材料、物理、化学、信息、微电子等多学科体系,推动着信息科技的高速发展。基于半导体材料的塞贝克效应实验是一门关联材料学、电学和热学相关理论知识,强调实操性,突显知识储备量、团队协作能力、实践操作技巧的实验课。针对该实验课程的教学目标和思路,结合“专创融合”教改的时代背景,在传统“讲授型”为主的课堂授课模式中融入“科研渗透型”的教学元素,以科研促教学,在授课模式与方法上进行教学创新,糅合多元化考核机制和成效评价方法,激发学生的创新灵感,深刻领会半导体实验教学创新在学科培养体系中的重要性,大幅提升课程的教学效果。

基于塞贝克效应的高响应度太赫兹探测器的研究

针对微弱太赫兹激光功率的测试需求,本文研究一种可以提高太赫兹探测器响应度的方法。采用反射式太赫兹时域光谱分析仪测试太赫兹激光吸收材料的吸收率,选择吸收率高的材料作为太赫兹激光的吸收材料;使用直流磁控溅射技术在太赫兹激光吸收材料底部均匀的镀上一层金薄膜;利用具有高导热率和高粘接强度的固化液体硅胶把太赫兹激光吸收材料与热电堆的热端粘接在一起,并把热电堆的冷端与热沉紧密粘贴。理论分析和实验结果表明此方法有效提高了热电堆的热电转换率和吸收材料对太赫兹激光的吸收率,从而使太赫兹探测器的响应度提升了7.9%。因此,本文研制的太赫兹探测器在0.1 THz^10 THz范围内,能够实现微瓦量级太赫兹激光功率的测试。

塞贝克效应实验装置的设计与实验结果

设计制作了塞贝克效应实验装置,验证了温差电效应现象,得到了温差电流与系统温度和温差的实验关系。结果表明了随热源温度的升高和温差的增大,温差电流近似线性增大。当热源温度达到5m V(120℃),温差增大到100℃时,温差电流增加的速度变得越来越缓慢,温差电流不随温度和温差的升高而线性增大,是非线性的关系。

ZnO薄膜的塞贝克效应

采用直流反应磁控溅射方法在玻璃基底上成功地沉积了C轴取向性能良好的ZnO薄膜。本文研究了C轴取向性良好的ZnO薄膜在光学方面的一些性质以及ZnO薄膜的塞贝克效应,并从理论上进行了分析。

塞贝克效应及其应用

热电偶广泛用来实现对系统温度的测量与控制 阐述了其工作原理。

珀尔帖效应与塞贝克效应综合演示仪

设计制作了珀尔帖效应与塞贝克效应综合演示仪。采用DS18B20温度传感器和WH7016M温度控制器控制制冷温度,利用LabVIEW软件在电脑上显示制冷温度变化曲线。通过电压表电流表显示温差半导体制冷和发电时的电压电流。该演示仪既克服了以往此类演示仪不能定量演示且只能演示一种效应的缺点,又实现了温度变化用计算机图形演示的功能。该仪器操作简单、性能稳定、效果明显,在课堂演示中取得了良好的效果。

透明导电Cd_2SnO_4和Cdln_2O_4薄膜的塞贝克效应和红外特性研究

报道了射频反应溅射Cd-Sn和Cd-In合金靶沉积获得的Cd_2SnO_4(简称CTO)和CdIn_2O_4(简称CIO)薄膜在0.2μm-6.0μm波长范围内的透射谱和反射谱测量结果,并对CTO和CIO膜的红外特性进行了理论分析和讨论。温差电动势(塞贝克效应)测量表明:对于CTO膜,以自由载流子与中性杂质的散射占主导地位;而对于CIO膜,则以离子化杂质的散射起支配作用。

基于塞贝克效应的甲烷气敏传感器的研究

基于塞贝克效应的启发,利用温差电动势的原理及催化剂对性能的影响,对载体催化元件进行简化和改进,设计出了一种全新结构的载体催化元件。它的特点是将两元件间的温差电动势的变化量作为衡量甲烷气体浓度变化的标准,直接进行测试,有别于传统的利用电阻变化引起惠斯登电桥输出电动势变化的测试模式。试验结果显示,该新型的结构元件具有高灵敏度、小型、简单、低耗等优点。

基于塞贝克效应的热电转换装置的研究

自21世纪以来,能源危机越来越严重,进而成为人类越来越关注和需要解决的首要问题。把人类生产生活中所废弃的热能很好的进行利用,无疑可以在一定的程度上缓解日益严重的能源危机。热电转换装置则是一种把人们生活中所浪费的热能收集起来,利用塞贝克效应转换成电能并将其电压稳定然后供给移动设备或储能设备。提高能源的利用率,实现节能的理念。

基于塞贝克效应的家用空调除霜装置设计

针对目前家用空调冬季制热过程中室外热交换器结霜严重影响空调运行性能的问题,本文提出了一种基于塞贝克效应的家用空调除霜装置的设计。该装置包括温差发电机构、蓄电机构和电加热机构三个部分。该设计通过基于塞贝克效应的温差发电技术储能,利用所储电能加热电热带,产生热量融化空调室外换热器的霜层实现除霜。同时,本文具体阐述了装置的原理、结构以及工作流程,并进行简单的理论研究分析。分析表明:该装置能有效避免传统除霜方式可能带来的能量消耗、机组损害和热舒适度差的问题。

基于塞贝克效应的森林土壤温差发电

森林无线传感器的供电问题严重制约着物联网技术在林业上的运用,一种解决思路是利用土壤与空气之间的温度差,根据塞贝克效应进行温差发电,供给传感器使用。试验利用加热电缆对土壤进行加热,使之与空气之间形成温度差,验证利用基于塞贝克效应的森林土壤温差发电给林业无线传感网络节点供电的可行性。结果表明:在与自然状态下森林中土壤-空气温差一致时,输出电功率可达3.5 m W。通过引入温差传递效率系数η和滞后系数φ提出了土壤-空气温差与输出功率之间的关系模型,利用该关系模型可根据实际温差计算输出功率,对在特殊环境下工作的低功率器件供电研究具有重要意义。

基于塞贝克效应的热电转换仪器的研制

针对工业废气热能利用问题,研制了一种基于塞贝克效应的半导体热电转换仪器。该仪器使用MSP430芯片作为主控核心,主要包括热电转换模块、温度控制模块、A/D转换模块、输出性能参数显示模块;在一定范围内设定温差,可以产生相应大小的电能且通过LCD1602实时显示出热电转换模块相应的输出电压值/电流值;并对采集的参数数据进行分析,得出了影响其输出性能的相关因素。实验结果表明:该仪器操作方便、测量精度高、热电转换现象明显。

热电功能砂浆的塞贝克效应及其增强

研究了利用磁选粉煤灰烧结骨料制备的热电功能砂浆的塞贝克效应(Seebeck effect)以及金属氧化物粉末对热电功能砂浆塞贝克效应的增强效果.结果表明:热电功能砂浆具有较高的塞贝克系数和电导率,所掺入的金属氧化物粉末为热电功能砂浆体系提供了新的载流子并且提高了载流子的有效质量,其塞贝克系数较未掺金属氧化物的热电功能砂浆提高了1个数量级,较碳纤维增强水泥基材料(CFRC)提高了3个数量级;掺入金属氧化物并不会显著降低热电功能砂浆的电导率,且可获得较高的功率因数(PF);选取具有P型和N型两种半导体性质的金属氧化物热电功能砂浆串联组成1组热电转换装置,在35℃温差下可获得1.97V的开路电压.

基于塞贝克效应的温差发电器的设计与制作

本文基于塞贝克效应的温差半导体设计了一款温差发电器,通过测量温差T、输出功率P与时间t的关系,计算出发电装置的热量变化,输出的功和平均热电转化效率。温差发电器是新型能源利用技术,可以将各种工业余热、汽车废热等变废为宝,以节约能源和提高效率。

基于塞贝克效应的热电转换装置

温差发电是一种新式的环境友善型能源技术,可以将废热转换为电能.本文设计了基于塞贝克效应的热电转换装置,实现了温差发电.基于单片机系统和OP07芯片设计了有源I/V变换电路,将温差发电输出的电压信号在LCD1602液晶屏上显示,并计算出不同温度差输出的电功率.实验结果表明热电转换输出的电压随着温度差变大而增加,且呈线性关系,单片发电片的热电转换效率达到0.11%,使用热电转换装置可以给用电量较小的设备供电.

SiN-SiC纳米薄膜自旋相关的塞贝克效应研究

热自旋电子学结合了自旋电子学和热电子学各自优势,对人类可持续发展具有十分重要的作用。本文提出了一种基于SiN-SiC纳米薄膜的新型热自旋电子学器件。发现在源极和漏极之间施加温度场,可以获得方向相反、大小几乎相同的具有自旋极化取向的电流,即为自旋相关塞贝克效应。而且,在热电荷流中还存在着热负微分电阻效应。这些发现为设计基于SiN-SiC纳米薄膜的高效率热自旋电子学器件提供了理论指导。

利用塞贝克效应将热能直接转换为电能

具有世界最高发电能力的热-电变换模块已于今年开发成功,并已投入市场。它能使热能直接转换为电能,而无须像传统热电站那样必须经过机械能量的转换(透平机或汽轮机、发电机)。它的发电原理是根据塞贝克现象,即在同一回路中,由不同的双金属2个连接点之间的温差产生电压,这种热一电半导体元件的上、下温差即正极和负极,形成电位差,从而发电。这种发电装置不存在驱动部分,属于静止状态下的新型发电方式,也不会有故障。它的耐温性能高达500℃,低温侧却只有20℃,最大输出功率密度高达1W/cm^2以上。

塞贝克效应的热力学处理方法

本文通过对塞贝克效应的分析，得出不可逆过程热力学问题的一般处理方法，并应用处理结果，进一步分析其他的物理现象。