半導(dǎo)體P-N型溫差發(fā)電器件熱電性能研究
本文關(guān)鍵詞:半導(dǎo)體P-N型溫差發(fā)電器件熱電性能研究 出處:《功能材料》2016年12期 論文類型:期刊論文
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【摘要】:區(qū)熔法工藝制備的Ti2Be3溫差發(fā)電材料,以PN結(jié)為研究對(duì)象。通過有限體積法對(duì)單對(duì)半導(dǎo)體PN結(jié)模型的溫度、流場(chǎng)進(jìn)行模擬,并用熱阻分析法對(duì)傳熱過程進(jìn)行計(jì)算,考慮熱電轉(zhuǎn)換過程受PN結(jié)空腔內(nèi)氣體對(duì)流、熱傳導(dǎo)和輻射的影響。研究結(jié)果表明,數(shù)值模擬和熱阻分析法所得結(jié)果吻合,芯片傳熱過程中陶瓷基板熱阻耗散46%的溫差,且當(dāng)熱端溫度達(dá)1 000K時(shí),輻射傳熱量占總傳熱量的37%;因此對(duì)半導(dǎo)體PN結(jié)模型進(jìn)行優(yōu)化,適當(dāng)降低陶瓷基底熱阻有利于提高半導(dǎo)體PN結(jié)實(shí)際溫差和應(yīng)用價(jià)值。
[Abstract]:Ti2Be3 thermoelectric materials prepared by zone melting method, the PN junction as the research object. By the finite volume method of single semiconductor pn junction temperature model, flow field simulation, and the method to calculate the heat transfer process with thermal resistance analysis, considering the thermoelectric conversion process by gas convection junction cavity, heat conduction and radiation effects. The results show that the numerical simulation results obtained and the thermal resistance analysis, temperature difference in the heat transfer process of ceramic chip substrate thermal dissipation 46%, and when the hot end temperature of 1 000K, radiation heat transfer of total heat transfer 37%; therefore to optimize the semiconductor PN model, appropriate to reduce the thermal resistance of ceramic substrate is conducive to the improvement of semiconductor the actual temperature of PN junction and application value.
【作者單位】: 廣東工業(yè)大學(xué)材料與能源學(xué)院;
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51306040) 廣東省科技計(jì)劃資助項(xiàng)目(2014A010106027)
【分類號(hào)】:TM913
【正文快照】: 0引言由于熱電發(fā)電過程中具有體積小、無噪聲、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn),其性能研究及相關(guān)應(yīng)用備受關(guān)注[1]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者現(xiàn)集中于熱電材料優(yōu)值系數(shù)的提高[2-3];主要包括通過態(tài)密度共振和能帶簡(jiǎn)并提高塞貝克系數(shù);納米結(jié)構(gòu)等方法降低晶格熱導(dǎo)率以及基體和納米第二相的能帶對(duì)齊來維持電傳輸性
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本文編號(hào):1409300
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