13331

Оптимізація однорідних термоелектричних матеріалів на основі мікроскопічної теорії явищ переносу

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Звіт до лабораторної роботи № 4 Оптимізація однорідних термоелектричних матеріалів на основі мікроскопічної теорії явищ переносу Мета роботи Набути навички визначення оптимальних властивостей матеріалу віток при яких досягається максимальне значення параме

Украинкский

2013-05-11

79 KB

0 чел.

Звіт

до лабораторної роботи № 4

Оптимізація однорідних термоелектричних матеріалів на основі мікроскопічної теорії явищ переносу

Мета роботи

Набути навички визначення оптимальних властивостей матеріалу віток, при яких досягається максимальне значення параметра термоелектричної добротності.

Методика виконання роботи

В моделі домішкового напівпровідника при довільному виродженні співвідношення для коефіцієнтів термоЕРС, електро- та теплопровідності мають вид:

(1)

(2)

=L + ел, (3)

де

(4)

, (5)

, (6)

, (7)

В співвідношеннях (1)-(7)  – постійна Больцмана; h - постійна Планка; e – елементарний заряд;  - приведений потенціал Фермі;  - рівень Фермі (електрохімічний потенціал); Т - абсолютна температура; m - ефективна маса носіїв струму; L і ел фононна та електронна складові теплопровідності; L - число Лоренца;  - дрейфова рухливість носіїв у відсутності виродження.

інтеграли Фермі, де  - приведена кінетична енергія,  - функція розподілу Фермі.

гамма функція .

Вираз для добротності термоелектричного матеріалу Z, зручно привести до вигляду:

, (8)

де

,  - безрозмірний коефіцієнт. термоерс та число Лоренца,  - інтеграл Фермі-Дирака;  

- безрозмірний параметр, що визначає термоелектричну якість напівпровідникового матеріалу,  - маса електрона.

З співвідношення (8) слідує, що при фіксованій температурі значенням Z можна керувати шляхом зміни приведеного рівня Фермі. В напівпровідникових матеріалах це досягається завдяки відповідного легування.

Порядок виконання лабораторної роботи

На основі співвідношень (1)-(8), провести комп’ютерне проектування матеріалу для термоелектричних перетворювачів енергії,  визначити його параметри.

1. Побудувати графік залежності добротності термоелектричного матеріалу від приведеного рівня Фермі, що змінюється в межах [-5,3], для різних параметрів  і різних механізмів розсіювання r.

2. Знайти оптимальне значення приведенного рівня Фермі, при якому добротність буде максимальною.

3. Зробити аналіз отриманих результатів. Висновки.

4. Оформити роботу.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

36785. Исследование магнитных полей с помощью измерительной катушки 167 KB
  Приборы и принадлежности: два коротких соленоида планшеты из оргстекла с отверстиями для фиксации измерительной катушки датчик магнитного поля измерительная катушка длинный соленоид блок питания переменного тока амперметр блок сопряжения компьютер. Теоретическая часть В лабораторной работе измерение и исследование переменных магнитных полей осуществляются с помощью датчика измерительной катушки. При помещении датчика в переменное магнитное поле в нем возникает ЭДС индукции величина которой определяется по формуле:...
36786. Измерение логарифмического декремента и добротности 177 KB
  Краткое теоретическое введение Колебательным контуром называется электрическая цепь состоящая из последовательно составленных конденсаторов с емкостью катушки индуктивности и активного сопротивления . Измерение логарифмического декремента затухания и добротности контура производят при различных условиях: а сопротивление катушка индуктивности не имеет сердечника. Колебания в этом случае будут тоже затухающими так как имеет место внутреннее сопротивление катушки индуктивности и соединительных проводов; б сопротивление катушка...
36787. Определение скорости звука, модуля Юнга и внутреннего трения резонансным методом 187.5 KB
  Деформацией твердого тела называется изменение формы или объема тела под действием внешних сил. Деформации, которые полностью исчезают после прекращения внешних воздействий, называются упругими. Деформации, которые не исчезают после прекращения действия внешних сил, называются пластическими. Деформации реальных тел после прекращения действия внешних сил никогда полностью не исчезают. Однако если остаточные деформации малы, то ими можно пренебречь и рассматривать деформации как упругие.
36788. Тоновая и цветовая коррекция 12.22 MB
  В реальном изображении могут встретиться случайные светлые и темные пятна, царапины. Для правильной настройки следует отсечь уровни с низким процентом пикселей, чтобы ориентироваться по тонам документа, а не по случайным пятнам.
36789. ЧАСТНЫЕ РЕАКЦИИ КАТИОНОВ I АНАЛИТИЧЕСКОЙ ГРУППЫ 61 KB
  Тема: ЧАСТНЫЕ РЕАКЦИИ КАТИОНОВ I АНАЛИТИЧЕСКОЙ ГРУППЫ. Перечень заданий: Частные реакции катиона N. Частные реакции катиона К. Частные реакции катиона NH4.
36790. Определение концентрации и подвижности основных носителей заряда в полупроводниках 174.5 KB
  Эффект Холла обусловлен взаимодействием носителей заряда электронов проводимости и дырок с магнитным полем. В магнитном поле на электрон действует магнитная сила F= e[B v] на положительные заряды F= q[B v] v = j ne средняя скорость направленного движения носителей в электрическом поле; nконцентрация носителей; e qзаряды под действием которой частицы отклоняются в направлении перпендикулярном j и B. При одном и том же направлении тока на передней грани накапливаются разные по знаку заряды в зависимости от типа...
36791. Изучение распределения термоэлектронов по скоростям. Распределение Максвелла 211 KB
  Краткое теоретическое введение Известно что свободные электроны внутри металла описываются квантовой статистикой ФермиДирака согласно которой распределение электронов по скоростям имеет вид 1 где число свободных электронов в единице объема металла с компонентами скоростей в интервалах от до от до от до ; масса электрона; постоянная Планка; энергия электрона; постоянная Больцмана; температура; энергия Ферми такое значение энергии электрона ниже которой все состояния...
36793. Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли 46.5 KB
  Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования âТомский политехнический университетâ Факультет Естественных наук и математики Кафедра Общая физика Направление Физика Лабораторная работа № 216 Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли. Лабораторная работа № 216 Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля...