Hvordan virker en termoelektrisk cellearbeid?

 

Termoelektrisitet

For å generere elektrisitet gjennom termoelektriske effekter, må en strøm genereres ved kombinasjonen av to halvledermaterialer satt til forskjellige temperaturer. Den termoelektriske effekten som produserer strøm i denne situasjonen er kjent som Seebeck-effekten, oppkalt etter forskeren som oppdaget den på 1800-tallet. Seebeck viste at kombinasjon av to ledende materialer, en oppvarmet og en avkjølt, skapte en ladning som passerte gjennom metallene. Til slutt utforsket forskere dette konseptet og skapte mer avanserte versjoner av Seebeck-cellen som bruker syntetiske ledende materialer og tillater brukere å samle ladningen produsert som en elektrisk strøm.

Termoelementer

Enheter som produserer ladninger på denne måten, kalles termoelementer. Et termoelement består av en positivkanaliserende halvleder og en negativkanaliserende halvleder som er opphengt mellom en varmekilde og en kjøleflate eller en kald overflate. Varmen kanaliseres i den positive halvlederen, mens den dreneres fra den negative siden. Siden termisk energi forsøker å oppnå likevekt, vil det naturligvis forsøke å oppdage kaldere stoffer, og siden den oppvarmede halvlederen har ekstra energi, har den elektroner som hopper opp og gir en positiv ladning. Sammen gir disse to effektene den termoelektriske strømmen. Termoelektriske celler har begrensede applikasjoner, for det meste fordi de er dyre å lage effektive former og krever en betydelig energikilde for å gi den nødvendige varmen i utgangspunktet. En av de mest vellykkede applikasjonene har vært i satellitter, som bruker termoelementer til å produsere energi, slik at de kan være selvbærende. Varme er generert av satellittets interne strømkilde, og kulde leveres lett av vakuum i rommet, og skaper en kraftig termoelementprosess som kan høste brukbar energi.

Termoelektriske celler

Termoelektriske celler brukes også til å skape solcellehybrider. Disse hybridcellene bruker en kombinasjon av fotovoltaiske og termoelektriske celler for å produsere energi. Solen oppvarmer halvlederpanelet, som er utformet spesielt for å opprette en ladning fra sollys. Ladningen blir deretter trukket av i en elektrisk strøm som er opprettet mellom positive og negative sider av cellen. Den termoelektriske prosessen kommer inn i spill når den solvendte siden av cellen får varme, mens motsatt side avkjøles. Denne forskjellen, sammen med de nødvendige materialer og nåværende komponenter, skaper en termoelementeffekt som produserer ekstra energi.

Mer sjelden kan termen termoelektrisk celle referere til en solcelle som overfører den elektriske ladningen tilbake til varme for heatin g vanntanker eller andre lignende prosesser.