温差电池,就是利用温度差异,使热能直接转化为电能的装置。温差电池的材料一般有金属和半导体两种。用金属制成的电池赛贝克效应较小,常用于测量温度、辐射强度等。这种电池一般把若干个温差电偶串联起来,把其中一头暴露于热源,另一个接点固定在一个特定温度环境中,这样产生的电动势等于各个电偶之和,再根据测量的电动势换算成温度或强度。例如,我们在日常生活中常用它来测量冶炼及热处理炉的高温。 简介
1821年,赛贝克发现,把两种不同的金属导体接成闭合电路时,如果把它的两个接点分别置于温度不同的两个环境中,则电路中就会有电流产生。这一现象称为塞贝克(Seebeck)效应,这样的电路叫做温差电偶,这种 情况下产生电流的电动势叫做温差电动势。例如,铁与铜的冷接头为1℃,热接头处为100℃,则有5.2mV的温差电动势产生。 用半导体制成的温差电池赛贝克效应较强,热能转化为电 能的效率也较高,因此,可将多个这样的电池组成温差电堆,作为小功率电源。它的工作原理是,将两种不同类型的热电转换材料N型和P型半导体的一端结合并将其置于高温状态,另一端开路并给以低温时,由于高温端的热激发作用较强,空穴和电子浓度也比低温端高,在这种载流子浓度梯度的驱动下,空穴和电子向低温端扩散,从而在低温开路端形成电势差;如果将许多对P型和N型热电转换材料连接起来组成模块,就可得到足够高的电压,形成一个温差发电机。