Программа Сервисный Центр
0

Эффективное преобразование разницы температур непосредственно в электричество без лишних промежуточных шагов


Эффективное преобразование разницы температур непосредственно в электричество без лишних промежуточных шагов
"В поисках новых источников энергии, термоэдс - способность преобразовывать разницу температур непосредственно в электричество без расточительного промежуточные шаги - является чрезвычайно перспективным», говорит Ву Junqiao материалов наук Лаборатории Беркли дивизии (МСД), который руководил исследованием команды. Ву также профессор материаловедения и инженерии в Калифорнийском университете в Беркли. "Но новый эффект мы обнаружили, не уделяется достаточно внимания со стороны сообщества термоэдс, и может существенно повлиять на эффективность термоэдс и других устройств."
Ву и его коллеги обнаружили, что градиенты температуры в полупроводниках, когда одной стороне устройства жарче, чем в противоположную сторону, может производить электронные вихри - водовороты электрического тока - а может, в то же время, создают магнитные поля под прямым углом как плоскости закрученного электрического тока и направление теплового градиента. Исследователи сообщают их результаты в физической B Обзор .
Ву сказал: «Есть четыре известных эффектов, которые относятся тепловые, электрические и магнитные поля" - например, знакомый эффект Холла, который описывает разность потенциалов между электрическим проводником в перпендикулярном магнитном поле - "но в все эти эффекты магнитного поля ввода, не результат. Мы спросили: «Почему бы не использовать электрическое поле и тепло градиентом, как входы и пытаться генерировать магнитное поле?"
Для проверки возможностей, исследователи моделировали практические устройство, сделанное из двух слоев кремния: тонкий, негативно легированный слой (N-типа) с избытком электронов и толще, положительно легированный слой (С-типа) с избытком отверстий, которые электрон отлучки, которые ведут себя как положительно заряженные частицы.
На перекрестке, где противоположные легированных слоев кремния с концами, третий вид слой, называемый узел PN формы, а не физическое, но электронные: электроны из N-слоя диффузного через физические границы в р-типа слой, дырки движутся в противоположном направлении, образуя озонового слоя, где заряды "высохла".
Учитывая высокую плотность подвижных электронов на поверхности N-типа слой и высокая плотность подвижных дырок на поверхности р-слоя, но мало подвижных зарядов в слое обеднения, электрическое поле сильнее вблизи перехода . Этот глубокий слой имеет глубокие последствия, когда тепло градиент применяется к присоединился слоев кремния.
Проснись и запах шампанского
"Есть три способа заряды могут двигаться - три вида токов", говорит Ву. "Одним из них является диффузионный ток, в котором частицы движутся от более плотных областей в менее плотных областей. Это не имеет ничего общего с зарядом. Подумайте о бутылке шампанского. Я поп-пробки, и через некоторое время вы можете чувствовать запах шампанского, так как молекулы диффундируют из их плотных концентрации в бутылки в воздухе ".
Второй вид текущего называется дрейфом тока. "Если есть проект на квартирный переезд по отношению к вам, вы можете почувствовать запах шампанского чуть раньше, или, если это отходит от вас, чуть позже", объясняет Ву. "В электронное устройство, дрейфового тока обусловлено напряжения смещения, электрическое поле."
Говорит Ву, "Таким образом, в электронном устройстве мы диффузионного тока от плотных областей заряд, и дрейф тока из-за электрического поля, и теперь мы добавим третий, термоэлектрический ток, который является еще одной формой дрейфового тока, в которой заряд носители движутся от горячего конца устройство кулера конца ".
Результаты были бы неинтересны, если все токи указывают в одном направлении или в противоположных направлениях, но это не так. Электрическое поле создает дрейф тока от отрицательно заряженных верхнего слоя к положительно заряженным нижний слой устройства - двигаться против тока диффузии носителей заряда. Между тем тепло градиент устанавливает дрейфового тока под прямым углом к ​​электрическому полю.
"В этих противоречивых сил перпендикулярна, электроны и дырки не могут поддерживать прямые движения, но засасывает в вихрях", говорит У..
Вместо одного вертикального вихря в устройстве, вихри образуют в каждом слое и отделены друг от обедненного слоя. В N-слоя, удаленных друг от друга электронов вблизи двигаться обедненный слой с градиентом температуры, от горячего к холодному, но двигаться в противоположном направлении, вблизи поверхности, где электроны сгруппированы ближе друг к другу. Вихрь образуется дырками в N-типа слой почти зеркальным отражением электронного вихря.
Необычный результат в том, что лишь путем применения тепла к одному концу простое устройство, кремний, исследователи могут генерировать магнитное поле, перпендикулярное близнец вихри - магнитное поле, которое возникает под прямым углом к ​​плоскости двух слоев кремния.
"Немедленного применения не то, что мы можем сделать магнитное поле, которое является относительно слабым, но осознание того, что эффективность многих полупроводниковых приборов, в том числе коммерческих продуктов, можно было бы сделать более эффективным, если мы все сделаем правильно", говорит У.. "Например, проектирование их, чтобы убедиться, что их электрические поля и неоднородности в составе или допинга, приведены в соответствие с их градиентов тепла позволило бы избежать этих энергию тратить текущие вихрей".
Увлечение Ву с новым эффектом он и его товарищи по команде обнаружили на этом не останавливается, однако. "Мой интерес не только в создании более эффективной электроники, но в создании хорошего из этого. Первым шагом является подтверждение с экспериментом, что мы обнаружили с помощью моделирования. После этого, совершенно новые программы исследований открывает".
Ву объясняет, что замечательные электронные и магнитные эффекты, вызванные температурными различиями в текущей модели вполне могут быть продублированы другими видами неоднородного возбуждения - например, между прочим свет падает на солнечный элемент. "Различные интенсивности или разных длинах волн, попадающих в различные области фотоэлектрических устройств будет производить те же самые виды электронных вихрей и может повлиять на действия солнечных фотоэлементов. Понимание этого эффекта может быть хорошим путем к повышению эффективности в области электроники, тепловой энергии, и солнечная энергия, как хорошо ".

 
 
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.
 
Обратная связь

Наши партнеры

 

Опросы

Есть ли справедливость в жизни?
Конечно есть, уверен!
Вроде как должна быть, но...
Затрудняюсь ответить...
Какая справедливость? О чем Вы?
Эх.., нет правды на свете!

 

Облако тегов

Требуется для просмотраFlash Player 9 или выше.

Показать все теги
 

Календарь публикаций

«    Декабрь 2016    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 
 

Архив новостей

Декабрь 2016 (15)
Ноябрь 2016 (42)
Октябрь 2016 (34)
Сентябрь 2016 (38)
Август 2016 (34)
Июль 2016 (36)
 
Наверх Сервисные мануалы Даташиты Ремонт LCD, ЖК телевизоров LG Samsung Скрипт программы "Сервисный центр"