3 / 5
Расчет тонкопленочного термоэлектрического модуля…
3
(максимум КПД). Расчетные формулы получены решением системы
уравнений теплового баланса на спаях термоэлементов и уравнений
Кирхгофа для электрических цепей [4].
Рис. 3.
Расчетная схема пленочного термоэлемента
В соответствии с рекомендациями [4], справочными данными и
геометрическими особенностями ПТЭ (рис. 3) примем следующие
исходные данные для расчета:
материал полупроводников:
p
-ветвь — Bi
2
Te
3
Sb
1,5
,
n
-ветвь — Bi
2
Te
3
Se
0,3
;
температура спая:
горячего
Т
1
= 310 K;
холодного:
Т
0
= 294 K;
номинальное напряжение
U
= 3,6 B;
ток
I
= 0,1 A;
среднеинтегральные коэффициенты термоЭДС:
α
n
= 175 ·10
–6
B/K,
α
p
= 163·10
–6
B/K;
среднеинтегральные коэффициенты теплопроводности:
χ
n
= 11,3 ·10
–3
Вт/(см · К),
χ
p
= 14,3 ·10
–3
Вт/(см · К);
среднеинтегральные коэффициенты электропроводности:
σ
n
= 855 (Ом · см)
–1
,
σ
p
= 1200 (Ом · см)
–1
.
Рассчитаем следующие параметры:
термоэлектрическую эффективность
2
1
1
2
2
300 0, 682;
χ
χ
σ
σ
n
p
p
n
n
p
z