13330

Проектування термоелектричного матеріалу для віток термоелемента на основі мікроскопічної теорії явищ перенесення

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Звіт до лабораторної роботи № 3 Проектування термоелектричного матеріалу для віток термоелемента на основі мікроскопічної теорії явищ перенесення Мета роботи На основі макроскопічної теорії явищ перенесення навчитись моделювати напівпровідниковий матеріа

Украинкский

2013-05-11

38 KB

1 чел.

Звіт

до лабораторної роботи № 3

Проектування термоелектричного матеріалу для віток термоелемента на основі мікроскопічної теорії явищ перенесення

Мета роботи

На основі макроскопічної теорії явищ перенесення навчитись моделювати напівпровідниковий матеріал для створення віток термоелектричних модулів.

Методика виконання лабораторної роботи

Метою проектування матеріалу для віток термоелектричних модулів є знаходження таких концентрацій носіїв струму в вітках термоелементів при яких добротність Z буде максимальною. Для досягнення максимуму Z необхідно задовольнити співвідношенню

.  (1)

Для розв’язку задачі скористаємось наступними наближеннями:

1. Класичної статистики, вираз для розподілу Фермі замінюється на функцію розподілу Максвелла , тоді вирази для α, σ, κ можуть бути представлені в вигляді явних функцій від концентрації носіїв струму n:

(2)

(3)

, (4)

. (5)

2. Припустимо, що максимальне значення добротності спостерігається у випадку коли електронна теплопровідність ел знехтувально мала по відношенню до градкової теплопровідності р, тоді

(6)

3. Теплопровідність кристалічної гратки р і рухливість n не залежать від температури.

Порядок виконання лабораторної роботи

Знайти оптимальну концентрацію носіїв струму в напівпровіднику, що описується співвідношеннями (2)-(5) використавши пакет прикладних програм MathCad.

1. Побудувати графік залежності кінетичних коефіцієнтів α, σ, κ і добротності Z від концентрації носіїв струму n.

2. Знайти оптимальне значення концентрації, при якій добротність Z буде максимальною.

3. Зробити аналіз отриманих результатів.

4. Оформити роботу.