[实用新型]一种用于半导体温差发电效率测试的实验装置

说明书

本实用新型涉及一种实验装置，具体涉及一种用于半导体温差发电效率测试的实验装置。它由底座、冷蓄液槽、热蓄液槽、制冷组件、制热组件和温差发电器构成，底座的外部设置有冷蓄液槽和热蓄液槽，底座内呈上下状固装有冷回流管和热回流管，冷回流管与冷蓄液槽连通，热回流管和热蓄液槽连通；底座的顶部固装有制冷组件，制冷组件与冷回流管连通，制冷组件的上方通过螺栓固装有制热组件，制热组件与热回流管连通，制热组件和制冷组件之间固装有温差发电器。该实验装置具有测试工作效率高、降低成本和易于使用的优点，解决了现有温差发电实验器材存有的测试工作效率低、成本高昂和不便于使用的问题，满足了半导体温差发电的测试需要。

技术领域

本实用新型涉及一种实验装置，具体涉及一种用于半导体温差发电效率测试的实验装置。

背景技术

随着现代社会的飞速发展，石油的消耗量与日俱增，但包括石油在内的传统能源的储量十分有限，因此近年来人们开始着力于新能源的研究。研究数据表明，目前大部分能源的利用效率都非常低，以发展较为成熟的汽车内燃机为例，其能量利用效率仅仅只有30%~35%，也就是说绝大部分的能量都以废热的形式浪费掉了，因此废热回收是新能源的一个重要的发展方向，其中，半导体（半导体热电材料）温差发电可以直接将热能转换为电能，而无需通过汽轮机和发电机进行动能转化，因此半导体温差发电一直是新能源领域的研究重点。

半导体温差发电利用了塞贝克效应，其原理为：发电所需的半导体器件为特制的元器件，它的一半为一块N型半导体材料，另一半为一块P型半导体材料，这样连接形成的半导体器件被称为电偶对；在电偶对的两侧设置一个温差，在温度梯度下，电偶对导体内的载流子从热端向冷端运动，并在冷端堆积，从而在材料内部形成电势差，电偶对内部的电荷在该电势差作用下产生一个反向电荷流，当热运动的电荷流与内部电场达到动态平衡时，电偶对的两端就会形成稳定的温差电动势，然后与电路元器件连接，即可作为温差发电器使用。

虽然温差发电的原理得到了广泛的研究，但直到目前，温差发电的效率仍然十分低下，最高也只有8%而已；通过众多学者的研究可知，温差发电的效率不仅与发电所用的半导体材料有关，与电偶对两侧的温度也有着密不可分的联系，因此需要反复对不同的温度组合进行实验测试，才能找到效率较高的温度组合，但目前实验室的器材难以动态改变器材的实验温度，导致每次换用不同的温度组合都需要重新进行实验，测试效率较低；此外，由于电偶对的两侧需要形成一个温差，通用的做法是一侧制冷一侧制热，往往需要购买两套器材配合使用，实验成本较高，且两套器材的使用方法不尽相同，操作起来十分繁琐，因此需要一种用于半导体温差发电效率测试的实验装置来解决上述的不足。

发明内容

本实用新型的目的在于：

提供一种测试工作效率高、降低成本和易于使用，以解决现有温差发电实验器材存有的测试工作效率低、成本高昂和不便于使用问题的半导体温差发电效率测试的实验装置。

本实用新型的技术方案是：

一种用于半导体温差发电效率测试的实验装置，它由底座、冷蓄液槽、热蓄液槽、制冷组件、制热组件和温差发电器构成，其特征在于：底座的外部设置有冷蓄液槽和热蓄液槽，底座内呈上下状固装有冷回流管和热回流管，冷回流管与冷蓄液槽连通，热回流管和热蓄液槽连通；底座的顶部固装有制冷组件，制冷组件与冷回流管连通，制冷组件的上方通过螺栓固装有制热组件，制热组件与热回流管连通，制热组件和制冷组件之间固装有温差发电器。

所述的冷回流管和热回流管上分别装有冷回流阀和热回流阀。

所述的制冷组件由制冷箱、冷箱温度传感器、冷箱进液管、冷箱进液泵、散热器和冷箱温控器构成，制冷箱内固装有冷箱温度传感器，冷箱温度传感器下方的制冷箱箱壁上固装有冷箱进液管，冷箱进液管与制冷箱连通，冷箱进液管的端头装有冷箱进液泵，冷箱进液泵通过冷箱连通管与冷蓄液槽连通；冷箱进液管上装有散热器，散热器上方的制冷箱上通过横杆固装有冷箱温控器，冷箱温控器分别与散热器和冷箱温度传感器电连接。