温差发电片制作
温差发电机制作,你也可以变成发电达人

温差发电机制作,你也可以变成发电达人•详细说明我给朋友捎了一个不耗电的ECOFan风扇(译注:一种利用热能发电作为能源的风扇),这个概念相当酷,所以打算自己从头仿制一个。
一个反向安装的半导体制冷片通过温差发电给风扇供应能源。
也就是说,只要把它放在温暖的炉子上头,它就会吸收热能驱动风扇转动。
我一直想做个斯特林发动机,可惜复杂度略高。
不过这个温差发电的小风扇很简单,适合在一个周末里搞定。
温差发电依靠帕耳帖效应,这种效应常用于cpu散热器和袖珍冰箱里的半导体制冷片上。
通常使用时我们给制冷片施加电流,一面就会变热而另一面变冷。
但是这个效应也可以反过来:只要制冷片两端有温差就会产生电压。
不同的金属导体(或半导体)具有不同的自由电子密度(或载流子密度),当两种不同的金属导体相互接触时,在接触面上的电子就会由高浓度向低浓度扩散。
而电子的扩散速率与接触区的温度成正比,所以只要维持两金属间的温差,就能使电子持续扩散,在两块金属的另两个端点形成稳定的电压。
由此产生的电压通常每开尔文温差只有几微伏。
这种塞贝克效应通常应用于热电偶,用来直接测量温差。
一个温差发电电路由两种赛贝克系数不同的材料接触构成(比如P 型半导体和N型半导体)。
如果没有负载,电路中不会有电流但是两端会有电动势,这时候它以检测温度的热电偶方式工作。
帕尔贴效应是塞贝克效应的逆效应,可以产生在两种不同金属的交界面,或者一种多相材料的不同相界间,也可以产生在非匀质导体的不同浓度梯度范围内。
当对上述三种材料通入电流时,金属1会对金属2或相1对相2,或浓度点C1与C2间产生放热或吸热反应。
简而言之,当在两种金属(或半导体)回路上施加电压通入电流后,不同金属的接触点会有一个温差。
由于半导体温差电材料的品质因数比金属的高得多,所以有实用价值的温差电材料都是用半导体材料制成的。
帕尔贴器件是利用半导体的帕尔贴效应制冷的器件,实用的半导体制冷器由很多对热电元件经并联、串联组合而成,也称热电堆。
温差发电器的结构与制造工艺

温差发电器的结构与制造工艺一个有使用价值的温差发电器是由几对甚至几十对以上的温差电单体串联、串并联或并串联组成。
在整个发电器中要使单体、热源、外壳三者间相互电绝缘,并且在由热源、温差电元件及附件—散热器组成的热路上有最小的热阻。
通常,温差发电器采用两种结构。
一种是以热源为中心,温差电元件分列式辐射状排列的结构;另一种是将温差电元件紧压在热源一侧的平板结构。
前者采用一定结构的冷端构件以后,具有极高的抗冲击振动能力,转换效率较高,但成本也较高。
后者安装方便,成本较低,但热量利用率也低些。
在这两种发电器结构中温差电单体都可以采用分立元件或组合件的形式。
所谓组合件就是将若干温差电单体对紧凑地排列成一个阵列,温差电元件之间电绝缘,并按一定工艺和方式焊上电极,成为一个整体,常称为温差发电组件。
采用温差发电组件后发电器结构紧凑,装配容易,提高了发电器的质量比功率和热电转换效率,也增强了单体抗冲击振动的能力。
但要保证每对单体都有较小的接触电阻,工艺上难度较大。
3.2.1分列元件式温差电单体结构6-焊料片,7-冷帽,8-2N-PbTe,9-SnTe段,帽,10-硬焊片SiGe温差电单体采用结构,如图3所示。
SiGe温差电单体热端用大面积集热板(热电极)相联。
冷端焊上冷电极后连接到带阴螺纹的螺栓上。
热电极材料通常使用含95%Si的SiMo合金。
冷电极材料一般使用钨。
SiGe温差电偶和SiMo热电极上有Si3N4涂层以减小SiGe 升华。
温差电偶外面再绕上若干层SiO2纤维作电绝缘物。
3.2.2 温差发电组件温差发电组件的结构类似于常规的单级温差电致冷组件,这种夹层结构示于图4。
低温温差发电器较多采用碲化铋温差发电组件来组装。
温差发电组件内若干对温差电偶在电路上是串联的,在热路上是并联的。
温差电元件一般呈矩形截面。
碲化铋温差发电组件,通常采用铜制电极或铝制电极连接P、N型元件。
高纯氧化铝陶瓷片上有金属化互连电路。
3.2.3温差发电器的结构3.2.3.1 低温温差发电器的结构许多碲化铋温差发电器采用了平板结构,即将温差电元件安装在热源一侧。
在月球进行温差发电的实验概要

四 具体实施步骤
(一)发电片设计方案 方案一:综合利用塞贝克效应和帕尔贴效应,将电池设计 为半环状,中间放置一个以电池为电源的制冷装置。制冷 虽然会损失一部分电量,但仍有部分电量可供给外电路使 用。
在两种不同导电材料构成的闭合回路中,当两个接点温度不同时, 回路中产生的电势使热能转变为电能的一种现象。
由于月球高真空高辐射的特点,热量主要以热辐 射的形式传递,没有大气的保温作用,温度极易变 化。
三 可行性分析
⑵实验条件 将发电片与着陆器留在月球,暴露在着陆器之外即可;由 于发电装置,外电源功率要求很小;发电片质量完全可以满 足﹤10kg。
在月球进行温差发电的实验
报告人:吕冰洁 学号:3100103857
一 实验背景、意义
背景:① 月球昼夜温差极大,原因有两 点:高真空环境和月表物质导热率和热容 量很低,可以加以利用
②温差发电直接将热能转化为电能, 是当前能源开发的热点。
一 实验背景、意义
意义 :①充分利用月球高真空,高辐射的环境特 点,将其转 化为对人类有利的资源
方案三设计图
白天时,A为热端,B为冷端; 晚上时,B为热端,A为冷端。
注:该装置宽约10cm,长约50cm,可以在月球着陆器着陆 时,依靠其惯性,将其插入月壤,由于月表1~2m多为碎石, 沙粒等,很容易插入
四 具体步骤
(二) 经过论证计算,筛选出最佳方案。 (三) 制作发电片 (四) 将发电片随嫦娥三号送上月球进行实验。
谢谢观看
②温差发电是当前研究热点,美国的温差电 的研究已经开始应用于航天。
③对新能源的开发作出积极的探索,积累宝 贵经验和教训。
温差发电实验方案

实验方案一.【实验题目】:温差发电片的发电效率的研究二.【实验原理】:温差发电片是一种基于塞贝克效应,直接将热能转化为电能的热电转换器件1982年,德国物理学家塞贝克发现了温差电流现象,即两种不同金属构成的回路中,若两种金属结点温度不同,该回路中就会产生一个温差电动势。
温差发电原理图它由P、N两种类型不同的半导体温差电材料经电导率较高的导流片串联并将导流片固定于陶瓷片上而成。
在器件的两端建立一个温差,使器件高温端保持T h,低温端保持T c,根据塞贝克效应,将产生一个电压,若在回路中接入负载电阻则将有电流流过。
三.【实验目的】:1. 研究发电片在什么条件下的输出功率最大2. 测定温差发电片正常工作的温度3 .测定温差发电片在不同温度下能够产生的电压大小和电流大小4. 测定太阳光经过菲尼尔透镜能够产生的温度高低5. 测定PTC恒温发热片工作时产生的温度的高低6. 研究温差发电片形成温差的方法四•【实验方案】:(一)方案一:利用菲尼尔透镜聚集太阳光进行温差发电六.【实验步骤】:1. 发电片的安装发电片在安装时,首先都要用无水酒精棉,将发电片的两端面擦洗干净,储冷 板和散热板的安装表面应加工,表面平面度不大于 0.03mm ,并清洗干净,然后采用粘合的方法来安装发电片。
粘合的安装方法是用一种具有导热性能较好的粘 合剂,均匀的涂在发电片、导热板、散热板的安装面上。
粘合剂的厚度在0.03mm 将发电片的冷热面和导热板、散热板的安装面平行的挤压,并且轻轻的来回旋转 确保各接触面的良好接触,通风放置多个小时自然固化。
散热片和发电片相接触 的表面必须精细加工,装配时在接触面上必须均匀的涂抹适量的导热硅脂, 以尽 量减少热阻。
2. 发电片输出功率特性研究 塞贝克效应电势差大小可用表示为厂 =$再(旷)_、、rr式中,S 与Sc 分别为两种材料的塞贝克系数。
如果S 与Sc 不随温度的变化而变化,式(1)即可表示为:为方便输出功率的计算,可以对实验对象做以下假设:① 稳态,输出电流为稳恒电流; ② 半导体温差发电片侧面绝热;③ 冷热端之间的空气对流和辐射影响可以忽略;④ 半导体温差发电片内部导热系数不变。
温差发电

1为简单的温差发电元件(或称温差电池),N型半导体1和P型半导体2在一端用金属片3连接起来,另一端接负载电阻R。
当一端加热至温度T1,而另一端保持在温度T0时,回路中产生温差电动势,使负载电阻上有电流I流过,根据塞贝克定律式中α为电池两臂温差电动势率之和,r为两臂的内阻之和。
r=(ρ1/s1+ρ2/s2)l式中ρ1、ρ2、 s1、s2分别表示两臂的电阻率和横截面积;l表示两臂的长度。
负载电阻上得到的功率为温差发电效率的定义是外电路中得到的有用电能I2R与热源所消耗的能量之比。
热源消耗的能量包括以下几项:① 在热端吸收的珀尔帖热Q1Q1=α2T1(T1-T0)/(R+r)② 由热端传导到冷端的热量QmQm=K(T1-T0)式中K为热导K=(λ1s1+λ2s2)/l式中λ1、λ2分别为两臂的热导率。
③ 温差电池内部,电流I流过所放出的焦耳热中,有一半将转移到热端,因而把功率还给热源。
汤姆逊热较小,可以忽略不计。
在最大输出功率条件下,即R=r时,温差电池的效率为式中称为温差材料的品质因数。
如果选则得最大效率为因此,温差发电机的效率主要取决于热端和冷端的温度和温差发电材料的品质因数Z,Z值还强烈地依赖于温度,因而对于不同的工作温度需要选取不同的材料。
最早用的温差发电材料为ZnSb合金(P型),用康铜片(N型)连接,其热端温度可达400。
Bi2Te3-Bi2Se3固溶体(N型)和Bi2Te3-Sb2Te3固溶体在0~300范围内具有较高品质因数(),是较好的低温温差发电材料。
在300到600的中等温区,常采用PbTe或PbTe与SnTe或 PbSe的固溶体、GeTe、AgSbTe2等作温差发电材料。
600以上的高温发电材料有Ge-Si合金、MnTe等。
人们对稀土元素的硫化物、碳硼化合物以及In-Ga-As系已作了较多的研究。
在温差发电机中,在较大温差下,为了使温差电池臂的所有部分都具有较高品质因数,可采取“分段”的办法,处于不同温度的电偶臂的各段,采用不同材料或不同成分。
半导体温差发电片

半导体温差发电片
半导体温差发电片是一种利用温度差生成电能的新型可再生能源技术。
它通过将两种不同类型的半导体材料组合在一起,在两种材料之间形成电动势差来产生电能。
这种技术可以在环境温度范围内工作,并且不需要太阳能或风能等外部能量输入。
半导体温差发电片是一种新型的可再生能源技术,它利用了热电效应原理,通过将两种不同类型的半导体材料组合在一起,在两种材料之间形成电动势差来产生电能。
具体来说,它是由两层半导体材料组成的,其中一层被称为“热电材料”,另一层称为“冷电材料”。
热电材料在受热时会产生电子,而冷电材料在冷却时会收集电子。
由于两种材料之间存在温度差,所以会产生电动势差,从而产生电能。
这种技术可以在环境温度范围内工作,并且不需要太阳能或风能等外部能量输入。
它还具有体积小、重量轻、维护简单等优点。
目前,半导体温差发电技术正在研究和开发中,被认为是未来可再生能源领域的重要研究方向。
温差发电机自制方法
温差发电机自制方法
温差发电机自制方法
温差发电机是利用低温与高温的温差来发电的一种发电方式,它利用温差变化
的机械能来转换成电能。
要了解温差发电机自制的方法,首先要明确其自制的原理,然后才能自制出发电机。
首先,我们要在沸水箱中放入一些液体,将液体冷却到某一特定温度,当液体
冷却到一定温度时,便可以从排气管中排出温度较低的热气体,低温热气体经过膨胀机械装置,将机械能转换成电能。
第二步,我们要构建一个改进型温差发电机,它的芯片内置了一个温度传感器,它可以检测到温度的变化,从而控制膨胀机械装置的运行,在温度变化的过程中,将机械能转换成电能。
第三步,温差发电机系统要按照一定的要求进行安装,保证发电效率最大化。
安装时,我们需要保证温差发电机系统所使用的液体是一种通过风冷却的热交换器,而且其中的混合液体也要进行定时的更换,来保证系统的温度变化不会减慢,从而保证最大化的温差发电。
以上就是温差发电机自制方法的相关内容,想要进行温差发电的自制,还需要
更多的具体知识,并要参考相关专业技术文章,搞清楚相关设备、组成等技术参数,以便让自制的温差发电机系统尽量具有高效率、持久长久的使用时间。
温差发电片制作方法
温差发电片制作方法引言温差发电片(Thermoelectric Generator,简称TEG)是一种利用温差产生电能的装置。
它可以将热能直接转化为电能,具有广泛的应用前景,如热能回收、能源转换等。
本文将介绍温差发电片的主要制作方法。
1. 材料准备制作温差发电片所需的材料主要包括:•热电材料:常用的热电材料有铋铉硅(Bismuth Telluride,简称Bi2Te3)、锗硒铋(Bismuth-Selenium-Tellurium,简称BST)等。
•基板材料:选择导电性能好、机械强度高的材料作为基板,如金属铜、铝等。
•引线:用于将温差发电片连接到电路中,常用的引线材料有铜线、银线等。
•热电接触脂:用于提高温差发电片与散热片的热接触性能,常用的热电接触脂有硅脂、银脂等。
2. 制备步骤2.1. 制备热电材料热电材料的制备需要通过化学合成或物理方法进行。
以Bi2Te3为例,其制备步骤如下:1.将适量的铋粉和碲粉按照化学计量比例混合均匀。
2.将混合粉末放入高温炉中,在惰性气氛下进行热压烧结,使之烧结成块状。
3.将烧结块状材料进行粉碎,得到所需的Bi2Te3粉末。
2.2. 制备基板制备基板的步骤如下:1.选择适当尺寸的金属铜片或铝片作为基板。
2.将基板表面进行打磨处理,以提高表面的平整度和粗糙度。
3.清洗基板,去除表面的油污和杂质。
2.3. 组装温差发电片组装温差发电片的步骤如下:1.将制备好的热电材料切割成合适尺寸的片状。
2.将热电材料片放置于基板上,并使用热电接触脂将其固定。
3.在热电材料的两侧分别焊接引线,以便将温差发电片连接到电路中。
4.将组装好的温差发电片与散热片紧密接触,以提高散热效果。
3. 测试与优化制作完成后,需要对温差发电片进行测试,并进行参数优化。
主要的测试项目包括:•开路电压:通过使用电压测量仪器,测量温差发电片在不施加负载时的电压输出。
•短路电流:通过使用电流测量仪器,测量温差发电片在短路状态下的电流输出。
一种耐高温半导体温差发电器件及制作方法与流程
一种耐高温半导体温差发电器件及制作方法与流程
一种耐高温半导体温差发电器件是指能够在高温环境下利用温差产生电能的半导体材料制造的发电器件。
以下是一种可能的制作方法和流程:
1. 材料准备:选择适合高温环境的耐高温半导体材料,如碳化硅(SiC)或氮化硼(BN)。
准备金属连接器、绝缘材料和其他所需辅助材料。
2. 材料切割和研磨:将半导体材料切割成适当尺寸的片状,使用研磨机对材料进行平整和抛光,以确保表面光洁度。
3. 温差片制作:将两个不同温度环境下的半导体材料片堆叠在一起,以形成热电堆。
在两片材料之间应使用高温耐受的绝缘材料隔离。
4. 金属连接:用金属连接器将两片材料连接起来,以确保电流能够在温差片内部流动,并将电能从温差片导出。
5. 封装:将温差片和连接器封装到适当的高温耐受壳体中,以保护器件免受外界影响。
6. 测试和性能评估:进行电性能测试和性能评估,包括温差发电效率、输出电流和电压等。
值得注意的是,具体的制作方法和流程可能因具体的耐高温半导体材料类型和所需的器件性能而有所变化。
此外,制作过程
中需要考虑安全性和稳定性,并严格遵循相关的制造标准和规范。
一种耐高温半导体温差发电器件及制作方法与流程
一种耐高温半导体温差发电器件及制作方法与流程随着能源需求的增加和环境保护意识的增强,越来越多的研究开始关注高温环境下的能源回收和利用。
一种耐高温半导体温差发电器件因此应运而生,并成为了研究的热点之一。
本文将介绍一种耐高温半导体温差发电器件及其制作方法与流程。
在制作耐高温半导体温差发电器件时,需要选取适合的材料。
常见的耐高温材料有SiC、GaN 等。
这些材料不仅具有较高的耐高温性能,还具有优良的电子传导性能,适合用于制作发电器件。
制作耐高温半导体温差发电器件的方法与流程如下:1. 材料准备:准备SiC和GaN等耐高温材料,通过磨削和抛光等处理,使其表面光滑。
2. 制备导电层:将导电性能良好的金属材料(如铜)制备成薄膜,通过化学气相沉积(CVD)等方法在SiC和GaN表面形成导电层。
导电层的厚度和形状需根据需求进行调控。
3. 制备绝缘层:在导电层表面形成一层绝缘层,可采用氧化铝等绝缘材料。
绝缘层的存在可以防止导电层与其他物质的接触,保证器件的稳定性和耐高温性能。
4. 制备温差层:在绝缘层上再次形成一层材料,该材料具有较高的热导率,如碲化锗等。
温差层的存在可以增大温差效应,提高发电性能。
5. 制备绝缘层:在温差层上再次形成一层绝缘层。
6. 制备绝热层:在绝缘层上再次形成一层绝热层,可采用多孔材料等。
绝热层的存在可以减少热量的散失,提高发电效率。
7. 制备热沉层:在绝热层上形成一层热沉层,可采用金属材料(如铝)等。
热沉层的存在可以将热量转移至外界环境,保证器件的稳定性。
通过以上的制作方法和流程,可以获得一种耐高温半导体温差发电器件。
该器件具有较高的耐高温性能和较好的发电效果,在高温环境下能够有效回收和利用能量,为实现可持续发展提供了一种新的途径。
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温差发电片制作
1制冷片效率很低,有专门的温差发电片。
只要保持两面有温度差,就会输出电流和电压的,比如一面露在空气中,一面贴着皮肤就可以了。
淘宝上卖的40x40的片子温差发电片(不是制冷片),每20摄氏度可以产生1V的电压(保持两面60度温差,可以得到3.5V电压,3-5A电流)。
建议这样做:
1、用一块平板金属片加硅胶粘在发电片的一面,然后把它架起来,下面点一支蜡烛烤金属片(注意,不是发电片),现在那两根电线就会有电流出来,就这么简单。
为了不弄坏发电片,温度不能超过180度。
2、去淘宝买一个DC-DC模块,大概10块不到,可以把发的电稳定在5V,这样就可以供电了。
给手机充电一点问题都没有,点发光二极管照明也可以。
2随便哪面涂黑,太阳下暴晒
另一面抹硅脂贴个铝合金散热板,背光
就可以了,这样温差夏天至少能有40度左右。
用太阳能温差发电片,淘宝上有,70多,没有的话用制冷片也行20\30左右。