半导体热电材料的分类

热电材料种类繁多，如PbTe、ZnSb、SiGe、AgSbTe2、GeTe、CeS及某些Ⅱ-V族。Ⅱ-Ⅵ族、V-Ⅵ族化合物和固溶体，目前已有一百余种。按工作温度分类，可分4大类： 工作温度可高达数千度，主要使用于极高温度的热源。主要材料有Cu2s·Cu8Te2S等。目前，液态材料还处于研究阶段。按功能分类，可分为两大类：

(1)温差发电材料。主要有ZnSb、PbTe、GeTe、SiGe等合金材料。半导体温差发电机的特点是：无噪声、无磨损、无振动、可靠性高、寿命长；维修方便；易于控制和调节，可全天候工作；可替代电池。半导体温差发电机的热源，可用煤油、石油气以及利用Pu238、sr90、Po210等放射性同位素。

(2)温差致冷材料。主要是铋、锑、硒、碲组成的固溶体，通常是由Bi—Sb—Te组成p型材料，Bi—Se—Te组成n型材料。目前，半导体致冷器所用材料是Bi2Te3、Sb2Te3、Bi2Se3及其固溶体，其优值系数z为2～3×10-3/℃。通常把若干对温差电偶排列成阵、组成半导体致冷电堆或组成级联式致冷电堆。目前，一级半导体致冷电堆可达-40℃，两级或三级的致冷器，其致冷温度可达-80℃到-100℃。当然，致冷温度愈低，效率和产冷量就愈低。

首先得了解光生伏特效应，其效应是利用PN结而发电的。具体原理如下：P型，掺杂铝、硼、嫁等三价元素，成为空穴型半导体，性质为最外层有三个电子，与硅形成共价键，易得到一个电子。N型，掺杂磷、锑、砷等五价元素，成为电子型半导体，性质为最外层有五个电子，与硅形成共价键，易失去一个电子。当P-N结同时存在时，而N型的电子浓度大，向P型一侧移动，造成电子在P型材料富集，表现负电荷；同样，P型的空穴浓度大，向N型一侧移动，造成空穴在N型材料富集，表现正电荷；这样内建电场就形成。在P-N结的内建电场作用下，N区在太阳能电池受光面时，P区的电子向N区运动，即受光面积累大量电子；P区在电池背光面，N区的空穴向P区运动，积累大量空穴。在电池受光、背光两面引出金属电极，并用互连带连接负载，用电表就能检测到有电流在负载上通过。

1、物理性质不同：

（1）导体电阻率很小且易于传导电流。导体中存在大量可自由移动的带电粒子。在外电场作用下，带电粒子作定向运动，形成明显的电流。

（2）半导体常温下导电性能介于导体与绝缘体之间。

（3）绝缘体不善于传导电流，电阻率极高。绝缘体和导体，没有绝对的界限。绝缘体在某些条件下可以转化为导体。

2、用途不同：

（1）导体常用于工程技术、科学以及能源领域。

（2）半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用，如二极管就是采用半导体制作的器件。

（3）绝缘体通常作为电缆的外表覆层。事实上空气本身就是一种绝缘体，并不需要其他的物质进行绝缘。高压输电线就是通过空气绝缘的，因为使用固体（例如塑料）覆层并不实际。然而，导线相互接触可能造成短路和火灾。

在同轴电缆中，中心的导体必须位于正中，以防止电磁波的反射。另外，任何高于60V的电压都会对人体造成电击或触电危险。使用绝缘体作为外表覆层可以防止这些问题。

扩展资料：

通常电阻系数小的，导电性能好的物体例如：银、铜、铝是良导体。含有杂质的水、人体、潮湿的树木、钢筋混凝土电杆、墙壁、大地等，也是导体，但不是良导体。

电阻系数很大的，导电性能很差的物体例如：陶瓷、云母、玻璃、橡胶、塑料、电木、纸、棉纱、树脂等物体，以及干燥的木材等都是绝缘体。

导电性能介于导体和绝缘体之间的物体例如：硅、锗、硒、氧化铜等都是半导体。

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