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硅锗合金热电性能统计分布规律及热电器件结构研究

张一凡  陈晓曦  张迎增  杨楚汀  李静  
【摘要】:硅锗热电器件是利用塞贝克效应将热能直接转化为电能的换能部件,使用温度高,综合性能优异,被应用于深空探测核电源中。然而,硅锗热电材料的批量生产和性能统计分布规律未见报道。本文研究了硅锗热电材料性能的各向异性。并对不同批次热电材料性能进行了测试,总结分析了62个P型硅锗与57个N型硅锗样品的电阻率、塞贝克系数、功率因子,研究了小批量生产硅锗热电材料性能分布。并且使用COMSOL有限元分析软件对硅锗热电元件与器件进行仿真分析,研究了电极电阻、电偶臂与电极尺寸对硅锗热电元件性能的影响;研究了电偶臂性能差异性对硅锗热电器件的影响,计算了绝热和辐射传热条件下硅锗热电器件的输出特性。

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