半导体制冷.ppt

半导体制冷半导体制冷当电流由当电流由N型半导体流向型半导体流向P型半导体时，在型半导体时，在2、3端的接头处产生吸热现象，此端称为冷端；端的接头处产生吸热现象，此端称为冷端；在在1、4端的接头处产生放热现象，称为热端。端的接头处产生放热现象，称为热端。如果将电流反向，则冷热端互换。如果将电流反向，则冷热端互换。如图：将一块如图：将一块N型半导体和一块型半导体和一块P型半导体用铜型半导体用铜片连接组成电偶，片连接组成电偶，并通一直流电流，并通一直流电流，从微观上分析，从微观上分析，P型半导体的传导电荷是空穴（带正电型半导体的传导电荷是空穴（带正电荷），当它与金属接触时，假定电流从金属方向流荷），当它与金属接触时，假定电流从金属方向流入半导体，因为空穴在金属中的能量低于在入半导体，因为空穴在金属中的能量低于在P型半导型半导体中的能量，所以空穴要吸收一定能量才能从金属体中的能量，所以空穴要吸收一定能量才能从金属通过接触面进入半导体。这部分能量是来自界面附通过接触面进入半导体。这部分能量是来自界面附近材料中原子的热功能，由于金属具有良好的传热近材料中原子的热功能，由于金属具有良好的传热性能，结果使结点性能，结果使结点3处的金属片被冷却下来而产生吸处的金属片被冷却下来而产生吸热现象。而在热现象。而在N型半导体与金属接触面一端，型半导体与金属接触面一端，N型半型半导体的传导电荷是电子（带负电荷）中的能量。当导体的传导电荷是电子（带负电荷）中的能量。当电流从电流从N型半导体流向金属时，电子是从金属往型半导体流向金属时，电子是从金属往N型型半导体方向运动的，类似以上分析，结点半导体方向运动的，类似以上分析，结点2处也是产处也是产生吸热现象。同理分析，得知结点生吸热现象。同理分析，得知结点1、4处是放出能处是放出能量，使得金属片温度升高。如果我们在热端予以散量，使得金属片温度升高。如果我们在热端予以散热，使其保持在一定的温度，则冷端的温度就会降热，使其保持在一定的温度，则冷端的温度就会降到一定值。到一定值。一个致冷器的实际结构一个致冷器的实际结构 由许多由许多 N 型和型和 P 型半极体之颗粒互相排列而型半极体之颗粒互相排列而成，成，而而 N P 之间以一般的导体相连接而成之间以一般的导体相连接而成一完整线路，通常是铜、铝或其他金属导一完整线路，通常是铜、铝或其他金属导体，最后用两片陶瓷片夹起来。体，最后用两片陶瓷片夹起来。太阳能半导体制冷系统太阳能半导体制冷系统 太阳能半导体制冷系统由太阳能光电转换器、数控匹太阳能半导体制冷系统由太阳能光电转换器、数控匹配器、储能设备和半导体制冷装置配器、储能设备和半导体制冷装置4部分组成。太部分组成。太阳能光电转换器输出直流电，一部分直接供给半导阳能光电转换器输出直流电，一部分直接供给半导体制冷装置，另一部分进入储能设备储存，以供阴体制冷装置，另一部分进入储能设备储存，以供阴天或晚上使用，以便系统可以全天候正常运行。天或晚上使用，以便系统可以全天候正常运行。太阳能光电转换器可以选择晶体硅太阳能电池或太阳能光电转换器可以选择晶体硅太阳能电池或纳米晶体太阳能电池，按照制冷装置容量选择太纳米晶体太阳能电池，按照制冷装置容量选择太阳能电池的型号。晴天时，太阳能光电转换器把阳能电池的型号。晴天时，太阳能光电转换器把照射在它表面上的太阳辐射能转换成电能，供整照射在它表面上的太阳辐射能转换成电能，供整个系统使用。个系统使用。数控匹配器使整个系统的能量传输始终处于数控匹配器使整个系统的能量传输始终处于最佳匹配状态。同时对储能设备的过充、过放进最佳匹配状态。同时对储能设备的过充、过放进行控制。行控制。储能设备一般使用蓄电池，它把光电转换器储能设备一般使用蓄电池，它把光电转换器输出的一部分或全部能量储存起来，以备太阳能输出的一部分或全部能量储存起来，以备太阳能光电转换器没有输出的时候使用，从而使太阳能光电转换器没有输出的时候使用，从而使太阳能半导体制冷系统达到全天候的运行。半导体制冷系统达到全天候的运行。