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The Physics of Thermoelectric Energy Conversion
In diesem Buch werden die Grundsätze der thermoelektrischen Erzeugung und Kühlung von der Entdeckung des Seebeck- und des Peltier-Effekts im 19. Jahrhundert über die Einführung von Halbleiter-Thermoelementen in der Mitte des zwanzigsten Jahrhunderts bis hin zur neueren Entwicklung nanostrukturierter Materialien erläutert.
Es wird gezeigt, dass der Wirkungsgrad eines thermoelektrischen Generators und der Leistungskoeffizient eines thermoelektrischen Kühlschranks mit einer Größe in Verbindung gebracht werden können, die als "figure of merit" bezeichnet wird. Die Gütezahl hängt vom Seebeck-Koeffizienten und dem Verhältnis der elektrischen zur thermischen Leitfähigkeit ab. Es wird gezeigt, dass Ausdrücke für diese Parameter aus der Bandtheorie von Festkörpern abgeleitet werden können.
Die Bedingungen für günstige elektronische Eigenschaften werden diskutiert. Die Methoden zur Auswahl von Materialien mit niedriger Gitterwärmeleitfähigkeit werden skizziert und es wird beschrieben, wie die Streuung von Phononen verbessert werden kann.
Die Anwendung dieser Grundsätze wird für bestimmte Materialien demonstriert, darunter die Bismuttellurid-Legierungen, Bismut-Antimon, Legierungen auf der Basis von Bleitellurid, Silizium-Germanium und Materialien, die als Phononen-Glas-Elektronenkristalle bezeichnet werden. Es wird gezeigt, dass die Nutzung der weniger bekannten transversalen thermoelektrischen Effekte und der transversalen thermomagnetischen Effekte von Vorteil sein kann.
Schließlich werden praktische Aspekte der thermoelektrischen Erzeugung und Kühlung erörtert. Das Buch richtet sich an Leser, die keine speziellen Kenntnisse der Festkörperphysik haben.
| ISBN: | 9781681746401 |
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| Einband: | Taschenbuch |
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