Каким образом полупроводники могут быть использованы для создания термоэлектрических устройств?

Полупроводники могут быть использованы для создания термоэлектрических устройств благодаря явлению, называемому термоэлектрическим эффектом или эффекту Seebeck’a. Этот эффект проявляется в полупроводниках с различными типами проводимости (например, p- и n-типы), когда на них действует температурный градиент.

Термоэлектрические устройства, или термогенераторы, используются для преобразования тепловой энергии в электрическую энергию или наоборот. Они состоят из пары полупроводниковых материалов с различными типами проводимости, соединенных в контур. Когда на термогенератор действует температурный градиент, возникает разность термоэлектрического напряжения между полупроводниками, вызванная эффектом Seebeck’a.

Эта разность напряжения приводит к появлению электрического тока в контуре, который может быть использован для питания электрических устройств или хранения энергии. Например, в автомобилях термоэлектрические устройства могут использоваться для преобразования отходящего тепла двигателя в электрическую энергию, что повышает эффективность и экономичность.

Полупроводники, такие как бисмут-теллурид (Bi₂Te₃) или свинцовый теллурид (PbTe), обладают высокой термоэлектрической эффективностью и широко применяются в термоэлектрических устройствах. Однако, разработка более эффективных и экономически выгодных полупроводников для термоэлектрических приложений остается активной областью исследований.