RU2419919C2 - Термоэлектрический элемент - Google Patents

Термоэлектрический элемент Download PDF

Info

Publication number
RU2419919C2
RU2419919C2 RU2008126318/28A RU2008126318A RU2419919C2 RU 2419919 C2 RU2419919 C2 RU 2419919C2 RU 2008126318/28 A RU2008126318/28 A RU 2008126318/28A RU 2008126318 A RU2008126318 A RU 2008126318A RU 2419919 C2 RU2419919 C2 RU 2419919C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
junction
thermoelectric element
thermoelectric
thermocouple
element according
Prior art date
Application number
RU2008126318/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2008126318A (ru
Inventor
Герхард ШПАН (AT)
Герхард ШПАН
Original Assignee
Герхард ШПАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Герхард ШПАН filed Critical Герхард ШПАН
Publication of RU2008126318A publication Critical patent/RU2008126318A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2419919C2 publication Critical patent/RU2419919C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/80—Constructional details
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • H02S10/10—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power including a supplementary source of electric power, e.g. hybrid diesel-PV energy systems
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
    • H10N10/17—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the structure or configuration of the cell or thermocouple forming the device
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/80—Constructional details
    • H10N10/81—Structural details of the junction
    • H10N10/817—Structural details of the junction the junction being non-separable, e.g. being cemented, sintered or soldered
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/80—Constructional details
    • H10N10/85—Thermoelectric active materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относится к термоэлектрическому преобразованию энергии. Сущность: термоэлектрический элемент содержит, по меньшей мере, одну термопару и один рn-переход. Термопара содержит первый материал с положительным коэффициентом Зеебека и второй материал с отрицательным коэффициентом Зеебека. Первый материал (1) через металлический проводник (6) селективно контактирует с р-областью (4) рn-перехода (3). Второй материал (2) через металлический проводник (7) селективно контактирует с n-областью (5) рn-перехода (3). Технический результат: повышение кпд. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 10 ил.

Description

Изобретение относится к термоэлектрическому элементу по меньшей мере с одной термопарой и одним pn-переходом, причем термопара содержит первый материал с положительным коэффициентом Зеебека и второй материал с отрицательным коэффициентом Зеебека, а также термоэлектрический генератор и термоэлектрическое охлаждающее устройство с таким термоэлектрическим элементом.
Уровень техники подразделяется на различные области, обнаруживающие различные стадии разработки.
Термоэлектрический эффект известен уже на протяжении более 100 лет. Существует широкий спектр материалов, которые могут быть использованы для преобразования разности температур в электрический ток (термоэлектрических генераторов) или для охлаждения при подключении внешних источников напряжения (термоэлектрических охлаждающих устройств). Техническое преобразование эффекта генератора до сих пор всегда строилось на общей принципиальной структуре (фиг.6). Два различных металла или два полупроводника, легированные различными (n- или p-) примесями, соединяются обычно с нагретого конца с помощью металлического проводника, чтобы затем на другом обычно холодном конце получить электрический ток. Энергия преодоления разницы в электрических потенциалах между материалами в месте контакта изымается из окружающего тепла (эффект Пельтье).
Для возможно более эффективного преобразования температурного градиента в электрический ток термоэлектрические элементы объединяются в один модуль так, чтобы отдельные элементы электрически включались последовательно, а термически - параллельно. Эти модули, в свою очередь, могут собираться в более крупные блоки (см. фиг.7). Такое устройство представлено, например, в ЕР 339715 А1.
Выбор используемых материалов осуществляется с позиций максимально возможного коэффициента полезного действия в желательном температурном диапазоне. Обычно коэффициент полезного действия характеризуется через как Z = S2/ρκ, (где S - коэффициент Зеебека, ρ - удельное сопротивление, κ - теплопроводность). Высокий коэффициент полезного действия у материала с большим значением коэффициента Зеебека достигается при одновременно низком удельном сопротивлении и низкой теплопроводности.
При этом разработки термоэлектрических элементов, базирующихся на основе пар блоков материалов с проводимостями n- и p-типа, продвинулись дальше всего, однако даже более чем за 50 лет в них почти не отмечается прогресса. Эти термоэлектрические элементы предлагаются на протяжении десятилетий и применяются, в первую очередь, для охлаждения (термоэлектрические охлаждающие устройства, охлаждающие элементы Пельтье).
Основное преимущество этого уровня техники заключается в том, что способы изготовления известны на протяжении десятилетий и являются устоявшимися.
Недостатки
Свойства материала, имеющие с точки зрения термоэлектричества важное значение (S - коэффициент Зеебека, ρ - удельное сопротивление, κ - теплопроводность) поддаются какому-либо воздействию независимо друг от друга лишь в очень малой степени. Эта взаимосвязь в настоящее время ограничивает реально возможные коэффициенты полезного действия до 10-20% эффективности по Карно.
Характеристика температурного градиента никак не влияет на коэффициент полезного действия, поскольку в обычных термоэлектрических элементах из-за линейной зависимости термоэлектродвижущей силы от перепада температур значение имеет только суммарная разница температур между нагретой и холодной сторонами.
Плотность мощности невелика для того, чтобы технически и экономически целесообразно преобразовывать большие мощности.
Другим многообещающим направлением разработок на стыке термоэлектричества и термоионного эффекта является разработка термоионного преобразователя и теплового диода фирмой Eneco, Inc., Salt Lake City, Utha, USA (Yan R. Kucherov and Peter L. Hagelstein).
Термоионный преобразователь (фиг.8) состоит из нагреваемой и охлаждаемой металлических пластин, разделенных вакуумом, с внешним электрическим контуром. Благодаря более высокой температуре в нагретой металлической пластине, в ней большее количество электронов обладает энергией, достаточной для преодоления потенциального барьера в направлении металлической пластины, чем в противоположном направлении. Таким образом, ток может быть получен за счет разницы температур. Однако из-за высокого потенциального барьера этот процесс происходит только при высокой температуре.
Тепловые диоды имеют те же функциональные элементы, однако вакуум заменен полупроводником. Схематически устройство теплового диода n-типа проводимости фирмы Eneco, Inc. показано на фиг.9. Полупроводник вместо вакуума обеспечивает понижение потенциального барьера, поэтому тепловой диод функционирует даже при более низких температурах.
При правильном расположении других потенциальных барьеров между коллектором и полупроводником в промежутке предотвращается движение электронов в обратном направлении. Таким образом, электроны скакапливаются и может быть достигнуто более высокое рабочее напряжение.
Преимущества этого уровня техники
Коэффициент полезного действия преобразования тепла в электрический ток выше.
В отличие от термоэлектрических элементов такого рода тепловые диоды могут включаться последовательно без ущерба для коэффициента полезного действия. Таким образом, проще достигается максимальный теоретический коэффициент полезного действия.
Недостатки этого уровня техники
Эта структура функционирует только с электронами, для дырок теплового диода не существует, поэтому электрический контур должен замыкаться через электрический проводник, по которому передается и тепло, понижая тем самым коэффициент полезного действия.
Используемый эффект достигается лишь в том случае, если толщина барьеров располагается в диапазоне длины рассеяния порядка нескольких нанометров (в используемом сурьмянистом индии InSb она составляет 1,5 микрометра). При более высоких температурах диффузия материалов усиливается, поэтому потенциальные барьеры с течением времени снижаются и длины, необходимые для поддержания эффекта, перестают соблюдаться. Поэтому температуры, используемые для получения электрического тока, сильно ограничены сверху.
Для использования генерации электронно-дырочных пар в известных термоэлектрических элементах может быть использован pn-переход с температурным градиентом (АТ 410492 В).
В структуре, изображенной на фиг.10, электронно-дырочные пары генерируются на нагретом конце, поскольку в результате дрейфа носителей заряда под действием температурного градиента тепловое равновесие между генерацией и рекомбинацией оказывается смещенным в сторону генерации. В этом случае pn-переход является частью общей структуры, которая не может быть структурно отделена от места температурного градиента.
Преимущества этого уровня техники
Рабочие температуры в зависимости от материала могут быть исключительно высокими.
Простота устройства, напоминающего солнечный элемент.
Недостатки этого уровня техники
Для переноса носителей заряда необходимы толстые слои, требующие более точных способов изготовления.
DE 10136667 A1 показывает встраивание диода в ветвь элемента Пельтье.
Из GB 953339 A1 следует структурное объединение элемента Пельтье с диодом.
Задача изобретения состоит в создании усовершенствованного термоэлектрического элемента.
Эта задача решается с помощью термоэлектрического элемента с признаками согласно п.1 формулы изобретения.
Принципиально новая идея состоит в использовании pn-перехода (например, диода) как центра генерации электронов и дырок в качестве дополнения к термопаре.
Без генерации электронно-дырочных пар термопара действует лишь как насос для накачки носителей заряда, свойства которого определяются выбором материала. Размеры или другие внешние свойства имеют только ограниченное влияние. Благодаря генерации новых электронно-дырочных пар эти границы обходятся и становится возможным получение заметно большего коэффициента полезного действия.
При использовании термоэлектрического элемента согласно изобретению в термоэлектрическом генераторе с признаками п.13 формулы изобретения идея изобретения заключается в том, чтобы термоэлектрическое напряжение термопары, вызванное разницей температур, использовалось для смещения pn-перехода, электрически соединенного с нагретым концом, в обратном (запирающем) направлении. В этом pn-переходе в результате теплового возбуждения образуются электронно-дырочные пары. Степень теплового возбуждения зависит от температуры, ширины запрещенной зоны и количества центров генерации:
Iэлектрич. ≈ G ≈ Ntexp -
Figure 00000001
Через pn-переход, смещенный в обратном направлении, ток протекает в результате генерации электронно-дырочных пар, которые под действием создаваемого электрического поля сразу же разделяются и поэтому выступают в качестве «чистого» тока.
Раскрытие изобретения
В результате генерации электронно-дырочных пар носителей заряда может оказаться больше, чем в результате легирования. Таким образом достигаются большие плотность энергии и коэффициент полезного действия.
Генерация электронно-дырочных пар пространственно отделена от места возникновения термоэлектрического напряжения и поэтому может быть оптимизирована за счет выбора материала или какого-либо другого процесса изготовления независимо от теплопроводности. Нет необходимости даже в температурном градиенте.
В результате использования материала с меньшей по сравнению с термопарой запрещенной зоной могут быть оптимизированы как перенос, так и генерация носителей заряда.
Другие предпочтительные формы выполнения изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Проводник, селективно соединяющий первый материал с p-областью pn-перехода и проводник, селективно соединяющий второй материал с n-областью pn-перехода могут представлять собой, например, металлические проводники.
Термопара и диод могут быть пространственно разделены и соединяться лишь с помощью электрического проводника. Кроме того, термопара и диод для раздельной оптимизации генерации и переноса носителей заряда могут быть выполнены из различных материалов. Для тепловой генерации определяющими являются как количество генерационных центров, так и связь тепловой энергии (температуры) с запрещенной зоной. Перенос носителей заряда в термопаре следует оптимизировать отдельно, например путем использования различных материалов, способов изготовления и структур материалов (нанотехнологий для модуляции теплопроводности с помощью сверхрешетки, квантовых переходов и т.п.).
Для оптимизации электрического тока, а тем самым генерации носителей заряда определяющими физическими параметрами являются собственная концентрация ni (т.е. температура и ширина запрещенной зоны) и генерационное время жизни τg (т.е. количество генерационных центров, эффективное поперечное сечение и температура):
Figure 00000002
Figure 00000003
Для изобретения действительны те же физические параметры, что и для уровня техники. В то же время с помощью изобретения могут быть ослаблены зависимости параметров друг от друга, поскольку латеральное изменение параметров влияет на коэффициент полезного действия всей структуры.
Изобретение дополнительно открывает множество новых кандидатов на добротные термоэлектрические материалы.
Предпочтительными материалами для реализации изобретения являются полупроводники, причем используемый диапазон температур определяет выбор материалов.
Сложные полупроводники благодаря низкой теплопроводности являются предпочтительными материалами для термоэлектрических модулей. Некоторыми примерами добротных термоэлектрических материалов являются Bi2Te3, PbTe, SiGe, клатраты и материалы со структурой перовскитов и полупроводниковые полимеры.
Для создания pn-перехода материалы могут быть использованы невзирая на низкую теплопроводность, поскольку необходимость в температурном градиенте отсутствует.
Для поддержания возможно более низкого удельного сопротивления предпочтительно сильное легирование вплоть до очень сильного. Естественно, что величина легирования зависит от материала. Для PbTe, например, необходимо легирование порядка 1018 см-3 и больше.
Существуют три большие области, в которых изобретение может найти применение в первую очередь:
1. Термоэлектрическая генерация для непосредственного преобразования разницы температур в электрический ток. В этой концепции может быть использовано возможное выделение тепла, которое в противном случае не используется.
2. Охлаждающее устройство: в результате протекания тока один конец нагревается, а другой охлаждается. Этот эффект может быть использован для активного охлаждения (для получения низких температур или для отвода тепла).
3. Повышенная теплопроводность, которая может быть использована для эффективного пассивного охлаждения, например, в кондиционерах или в (мощных) электронных приборах.
Другие подробности и преимущества изобретения становятся понятными из фиг.1-5, а также из их описания. Каждая из фиг.1-5 изображает соответствующий пример выполнения.
Уровень техники для лучшего понимания изобретения представлен на фиг.6-10.
На фиг.1 изображен термоэлектрический элемент с термопарой, содержащий первый материал 1 с положительным коэффициентом Зеебека и второй материал 2 с отрицательным коэффициентом Зеебека. Кроме того, в одном диоде 8 образован рn-переход 3. Первый материал 1 с помощью электрического проводника 6 селективно контактирует с областью 4 рn-перехода 3 с р-проводимостью. Второй материал 2 с помощью электрического проводника 7 селективно контактирует с областью 5 рn-перехода 3 с n-проводимостью.
Когда к контактам 11, 12 подключаются полюса внешнего источника напряжения (не показан), то изображенный термоэлектрический элемент работает как термоэлектрическое охлаждающее устройство. В этом случае рn-переход 3 с помощью внешнего источника напряжения при одной из возможных полярностей смещается в обратном направлении. При этом один конец (Tcold) материала 1, 2 охлаждается. Другой конец (Thot) материала 1, 2 нагревается.
Если же, наоборот, термоэлектрический элемент используется в качестве термоэлектрического генератора, то один конец (Tcold) материала 1, 2 (не показан) контактирует со стоком тепла, в то время как другой конец (Thot) материала 1, 2 - с истоком тепла. Благодаря этому в соответствующем материале 1, 2 появляется электрическое напряжение (в первом материале 1 сторона, обращенная к электрическому проводнику 6, заряжается положительно, во втором материале 2 положительно заряжается сторона, обращенная к электрическому проводнику 7). В результате pn-переход 3 смещается в направлении запирания. При этом электрическое поле, создаваемое в pn-переходе, пространственно разделяет электронно-дырочные пары, которые поэтому могут выступать в виде «чистого» тока. Напряжение может сниматься с контактов 11, 12, причем контакт 11 является отрицательным полюсом, а контакт 12 - положительным.
Другой пример осуществления изобретения изображен на фиг.2. В этом примере осуществления pn-переход 3 создан в промежуточном слое 13. При этом pn-переход 3, а также первый материал 1 и второй материал 2 (в данном случае полупроводники p- и n-типа) термически соединены с истоком 9 тепла. Кроме того, первый и второй материалы 1, 2 с другого конца термически соединены со стоком 10 тепла.
Первый материал 1 через электрический проводник 6 контактирует с p-областью 4 pn-перехода 3. Второй материал 2 через электрический проводник 7 контактирует с n-областью 5 pn-перехода 3.
На другом конце материала 1, 2 соответственно предусмотрены анод 12 и катод 11, с которых в представленном случае применения термоэлектрического элемента в качестве термоэлектрического генератора можно снимать напряжение.
В примере осуществления изобретения, изображенном на фиг.3, рn-переход 3 отделен от термопары и соединен с ней только с помощью электрических проводников 61-63 или 71-73 соответственно. При этом диод 8 соединен с отдельными истоками 14, 15 тепла, в то время как термопара термически контактирует с собственным истоком 9 тепла. Кроме того, термопара термически контактирует с собственным стоком 10 тепла.
Термоэлектрический элемент аналогичной конструкции изображен на фиг.4. Пример выполнения, изображенный на фиг.5, отличается от примера, изображенного на фиг.3, тем, что, с одной стороны, предусмотрен общий исток 9, а, с другой, благодаря пространственно компактной конструкции - изоляционный слой 16.
На фиг.6 изображен термоэлектрический генератор в соответствии с уровнем техники, причем первый материал 1 и второй материал 2 соединены друг с другом в области истока 9 тепла с помощью электрического проводника 17. В области стока 10 тепла предусмотрены анод 12 и катод 11. Электрический ток 1 протекает благодаря разнице температур.
На фиг.7-10 также показан уровень техники, а именно, с одной стороны, принципиальная схема термоэлектрического модуля, состоящая (фиг.7) из отдельных термоэлектрических элементов согласно фиг.6. На фиг.8 изображена принципиальная схема термоионного преобразователя. Фиг.9 изображает тепловой диод. На фиг.10 изображен термоэлектрический элемент, рn-переход 3 которого имеет температурный градиент.
Во всем описании на чертежах одинаковые компоненты обозначены одинаковыми позициями.

Claims (17)

1. Термоэлектрический элемент, по меньшей мере, с одной термопарой и одним рn-переходом, причем термопара содержит первый материал с положительным коэффициентом Зеебека и второй материал с отрицательным коэффициентом Зеебека, отличающийся тем, что первый материал (1) через проводник (6) селективно контактирует с р-областью (4) рn-перехода (3), а второй материал (2) через проводник (7) селективно контактирует с n-областью (5) рn-перехода (3).
2. Термоэлектрический элемент по п.1, отличающийся тем, что первый материал (1) является полупроводником р-типа проводимости.
3. Термоэлектрический элемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что второй материал (2) является полупроводником n-типа проводимости.
4. Термоэлектрический элемент по п.1, отличающийся тем, что рn-переход (3) выполнен в диоде (8).
5. Термоэлектрический элемент по п.1, отличающийся тем, что рn-переход (3) выполнен в солнечном элементе.
6. Термоэлектрический элемент по п.1, отличающийся тем, что термопара и рn-переход (3) состоят из различных материалов (8).
7. Термоэлектрический элемент по п.1, отличающийся тем, что термопара и рn-переход (3) пространственно отделены друг от друга.
8. Термоэлектрический элемент по п.1, отличающийся тем, что термопара и рn-переход (3) соединены друг с другом только проводниками (6, 7).
9. Термоэлектрический элемент по п.1, отличающийся тем, что рn-переход (3) для увеличения внутренней поверхности выполнен текстурированным.
10. Термоэлектрический элемент по п.1, отличающийся тем, что рn-переход (3) является легированным.
11. Термоэлектрический элемент по п.1, отличающийся тем, что рn-переход (3) имеет дефекты кристаллической решетки.
12. Термоэлектрический элемент по п.1, отличающийся тем, что сечение термопары отличается от сечения рn-перехода (3).
13. Термоэлектрический генератор, по меньшей мере, с одним термоэлектрическим элементом по одному из пп.1 и 2 или 4-12, по меньшей мере, с одним истоком (9) тепла и, по меньшей мере, с одним стоком (10) тепла, причем термопара термоэлектрического элемента для генерации термоэлектрического напряжения соединена, по меньшей мере, с одним истоком (9) тепла и, по меньшей мере, с одним стоком (10) тепла, и причем термоэлектрическое напряжение смещает рn-переход (3) с помощью проводников (6, 7) в обратном направлении.
14. Термоэлектрический генератор по п.13, отличающийся тем, что рn-переход (3) соединен, по меньшей мере, с одним истоком (9) тепла.
15. Термоэлектрический генератор по п.14, отличающийся тем, что температура рn-перехода (Трn) отличается от температуры (Thot) нагретой стороны термопары.
16. Термоэлектрический генератор по п.13, отличающийся тем, что рn-переход (3) соединен, по меньшей мере, с одним стоком (10) тепла.
17. Термоэлектрическое охлаждающее устройство, по меньшей мере, с одним термоэлектрическим элементом по одному из пп.1 и 2 или 4-12 и, по меньшей мере, с одним двухполюсным источником напряжения, причем термопара контактирует с двумя полюсами источника напряжения, так что источник напряжения смещает рn-переход (3) в обратном направлении.
RU2008126318/28A 2007-06-29 2008-06-27 Термоэлектрический элемент RU2419919C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0100907A AT505168B1 (de) 2007-06-29 2007-06-29 Thermoelektrisches element
ATA1009/2007 2007-06-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008126318A RU2008126318A (ru) 2010-01-10
RU2419919C2 true RU2419919C2 (ru) 2011-05-27

Family

ID=39790321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008126318/28A RU2419919C2 (ru) 2007-06-29 2008-06-27 Термоэлектрический элемент

Country Status (8)

Country Link
US (2) US8373057B2 (ru)
EP (1) EP2009709B1 (ru)
JP (1) JP4881919B2 (ru)
KR (1) KR101175386B1 (ru)
CN (1) CN101335324B (ru)
AT (1) AT505168B1 (ru)
ES (1) ES2531161T3 (ru)
RU (1) RU2419919C2 (ru)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT508277B1 (de) * 2009-06-09 2011-09-15 Avl List Gmbh Thermoelektrisches modul mit paarweise angeordneten p- und n- dotierten schenkeln
FR2963165A1 (fr) * 2010-07-22 2012-01-27 St Microelectronics Crolles 2 Procede de generation d'energie electrique dans un dispositif semi-conducteur, et dispositif correspondant
CN102130076B (zh) * 2010-12-25 2012-05-30 紫光股份有限公司 一种热电式计算机芯片散热器
RU2444814C1 (ru) * 2011-03-29 2012-03-10 Юрий Феликсович Верниковский Термоэлектрический кластер, способ его работы, устройство соединения в нем активного элемента с теплоэлектропроводом, генератор (варианты) и тепловой насос (варианты) на его основе
DE102011001653A1 (de) * 2011-03-30 2012-10-04 O-Flexx Technologies Gmbh Thermoelektrische Anordnung
CN102306701B (zh) * 2011-09-22 2013-05-08 华南理工大学 一种长程集中冷却动力热电偶转换元件
US8796535B2 (en) * 2011-09-30 2014-08-05 Sunpower Corporation Thermal tracking for solar systems
KR20130072694A (ko) * 2011-12-22 2013-07-02 한국전자통신연구원 열전소자 및 그 제조 방법
US9081030B2 (en) 2013-06-10 2015-07-14 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Computer-aided simulation method for atomic-resolution scanning seebeck microscope (SSM) images
CN104602484B (zh) * 2013-10-31 2017-04-26 展讯通信（上海）有限公司 便携式设备及其散热装置
CN103701186B (zh) * 2013-12-19 2015-08-12 北京京东方光电科技有限公司 移动通信终端
RU2584143C2 (ru) * 2014-04-15 2016-05-20 Акционерное общество "Научно-производственный центр "Полюс" (АО "НПЦ "Полюс") Способ отвода тепла от мощных эри, электронных узлов, блоков и модулей и устройство для его осуществления
ITUA20164656A1 (it) * 2016-06-06 2017-12-06 Maria Longo Trasduttore termoelettrico di composizione mista.
US9773717B1 (en) 2016-08-22 2017-09-26 Globalfoundries Inc. Integrated circuits with peltier cooling provided by back-end wiring
IL248115A0 (en) * 2016-09-28 2017-01-31 Yeda Res & Dev Thermoelectric device
WO2020129539A1 (ja) * 2018-12-19 2020-06-25 国立研究開発法人産業技術総合研究所 太陽電池および熱電変換素子を有する複合発電装置

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL251789A (ru) * 1959-05-26 1900-01-01
US3076861A (en) * 1959-06-30 1963-02-05 Space Technology Lab Inc Electromagnetic radiation converter
JPS5148037B2 (ru) * 1974-02-26 1976-12-18
JPS50134391A (ru) * 1974-04-09 1975-10-24
JPS57115877A (en) * 1981-01-09 1982-07-19 Mitsubishi Electric Corp Combined element of semiconductor photocell and thermal generator
JPS58213479A (ja) * 1982-06-04 1983-12-12 Futaba Corp エネルギ−変換素子
JPS61284976A (ja) * 1985-06-11 1986-12-15 Tohoku Metal Ind Ltd 熱電気変換素子
NL8801093A (nl) 1988-04-27 1989-11-16 Theodorus Bijvoets Thermo-electrische inrichting.
DE3835279A1 (de) * 1988-10-15 1990-04-19 Willi Schickedanz Energiequelle mit einem photovoltaischen element
JPH04280482A (ja) * 1991-03-08 1992-10-06 Oki Electric Ind Co Ltd 太陽光を利用した冷却素子
AU662360B2 (en) * 1991-10-22 1995-08-31 Canon Kabushiki Kaisha Photovoltaic device
US6084175A (en) * 1993-05-20 2000-07-04 Amoco/Enron Solar Front contact trenches for polycrystalline photovoltaic devices and semi-conductor devices with buried contacts
US5716480A (en) * 1995-07-13 1998-02-10 Canon Kabushiki Kaisha Photovoltaic device and method of manufacturing the same
US5929440A (en) * 1996-10-25 1999-07-27 Hypres, Inc. Electromagnetic radiation detector
DE19704944A1 (de) * 1997-02-10 1998-08-20 Hans K Seibold Effektivitätsverstärker für thermoelektrische Energiewandler
JPH11135846A (ja) * 1997-10-31 1999-05-21 Fujitsu Ltd 半導体を用いた熱電装置
US6256092B1 (en) * 1997-11-28 2001-07-03 Hitachi, Ltd. Defect inspection apparatus for silicon wafer
JP4208281B2 (ja) * 1998-02-26 2009-01-14 キヤノン株式会社 積層型光起電力素子
DE19927604A1 (de) * 1999-06-17 2000-12-21 Bayer Ag Silicium mit strukturierter Sauerstoffdotierung, dessen Herstellung und Verwendung
AT410492B (de) 2000-05-02 2003-05-26 Span Gerhard Dipl Ing Dr Thermoelektrisches element mit mindestens einer n-schicht und mindestens einer p-schicht
DE10136667C2 (de) * 2001-07-27 2003-06-18 Oliver Eibl Peltierschenkel mit integrierter Diode
JP2003069088A (ja) * 2001-08-30 2003-03-07 Fujitsu Ltd 半導体装置及びその駆動方法
US7400050B2 (en) * 2001-12-12 2008-07-15 Hi-Z Technology, Inc. Quantum well thermoelectric power source
US20040155251A1 (en) * 2003-02-07 2004-08-12 Vladimir Abramov Peltier cooler integrated with electronic device(s)
US20040177876A1 (en) * 2003-03-10 2004-09-16 Enhanced Energy Systems, Inc. Spatially optimized thermoelectric module
JP4118187B2 (ja) * 2003-05-09 2008-07-16 信越半導体株式会社 太陽電池の製造方法
JP2005228915A (ja) 2004-02-13 2005-08-25 Toshiaki Eto セパレート型ペルチェシステム
JP2005268284A (ja) 2004-03-16 2005-09-29 Toshiba Corp 熱電変換モジュール、熱電変換装置
US20060090787A1 (en) * 2004-10-28 2006-05-04 Onvural O R Thermoelectric alternators and thermoelectric climate control devices with controlled current flow for motor vehicles
JP2007165463A (ja) 2005-12-12 2007-06-28 Osamu Yamashita 熱電変換素子並びに発電用モジュール
JP4667406B2 (ja) * 2006-03-30 2011-04-13 三洋電機株式会社 太陽電池モジュール及びその製造方法
US8334450B2 (en) * 2006-09-04 2012-12-18 Micallef Joseph A Seebeck solar cell

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090003124A (ko) 2009-01-09
AT505168A4 (de) 2008-11-15
AT505168B1 (de) 2008-11-15
JP2009016831A (ja) 2009-01-22
US8373057B2 (en) 2013-02-12
CN101335324A (zh) 2008-12-31
US20090014047A1 (en) 2009-01-15
JP4881919B2 (ja) 2012-02-22
CN101335324B (zh) 2012-04-18
EP2009709A2 (de) 2008-12-31
US8766083B2 (en) 2014-07-01
RU2008126318A (ru) 2010-01-10
ES2531161T3 (es) 2015-03-11
US20130042900A1 (en) 2013-02-21
KR101175386B1 (ko) 2012-08-20
EP2009709A3 (de) 2011-05-18
EP2009709B1 (de) 2014-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2419919C2 (ru) Термоэлектрический элемент
US6762484B2 (en) Thermoelectric element
US8044293B2 (en) High performance thermoelectric nanocomposite device
US8334450B2 (en) Seebeck solar cell
US20070261730A1 (en) Low dimensional thermoelectrics fabricated by semiconductor wafer etching
US20130192654A1 (en) Thermoelectric module comprising thermoelectric element doped with nanoparticles and manufacturing method of the same
CN103426963A (zh) 聚集光伏/量子阱热电功率源
RU2005131609A (ru) Твердотельный преобразователь энергии
JP2006521698A5 (ru)
JP3444501B2 (ja) 熱電発電体
KR101046130B1 (ko) 열전소자
US20060220058A1 (en) Multiple tunnel junction thermotunnel device on the basis of ballistic electrons
Span et al. Thermoelectric power conversion using generation of electron-hole pairs in large area pn junctions
US20220029081A1 (en) Semiconductor thermoelectric generator
RU2242064C1 (ru) Солнечный элемент
EA041242B1 (ru) Полупроводниковый термоэлектрический генератор
Span et al. Thermoelectric power generation using large area pn-junctions
EA037133B1 (ru) Термоэлектрический генератор
CN112768593A (zh) 一种热电-光电器件
KR20130061942A (ko) 열전지수 향상을 위한 클래딩된 나노선을 이용한 열전 소자
Wagner et al. Design Optimization of Large Area Si/SiGe Thermoelectric Generators

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170628