23836

133

w półprzewodniku. Jak wynika z rys.8.1 średnia energia elektronów przewodnictwa w metalu jest niższa niż w półprzewodniku. Przejście elektronów z metalu do półprzewodnika związane jest z pokonaniem bariery potencjału i koniecznością pobrania energii od sieci czyli ochłodzeniem złącza. Zmiana kierunku prądu powoduje, że nadmiar energii elektronów przechodzących z półprzewodnika do metalu zostanie oddany sieci i wydzieli się ciepło.

Dobroć materiału termoelektrycznego można wyrazić jako

_«²g

K

Istotne są więc duża różnicowa siła termoelektryczna a (co odpowiada dużemu 17), małe przewodnictwo cieplne materiału k i duża konduktancja a

W praktycznych wykonaniach moduł termoelektryczny TEC zbudowany jest z pewnej ilości par półprzewodników n oraz p połączonych szeregowo za pomocą elektrod metalicznych i umieszczonych między dwiema płytkami ceramicznymi, rys. 8.2.

-płytka ceramiczna

ciepło absorbowane

elektrody \	n I	p I	■ \ /
i.............................................
I—łF-J		1 ciepło oddawane

izolacja elektryczna

Rys.8.2. Przekrój modułu termoelektrycznego z pokazarą parą połączonych szeregowo półprzewodników n oraz p\ wykorzystywanym najczęściej materiałem jest BiiTei domieszkowany donorowo lub akceptorowo

W konfiguracji jak na rys.8.2 ciepło jest transportowane od górnej (chłodzonej) płytki do dolnej. Moduły mogą być łączone równolegle aby zwiększyć ilość pompowanego ciepła, albo mogą być nakładane jeden na drugi (kaskada) aby zwiększyć różnicę temperatur między granicznymi powierzchniami chłodziarki. Jeżeli nie jest wymagana różnica temperatur między powierzchniami gorącą i zimną większa od ok. 60°C, wystarczy moduł jednostopniowy.

Typowe dane charakterystyczne chłodziarki są następujące: