温差电池

利用温差使热能转为电能的装置
温差电池是一种利用温度差异将热能直接转化为电能的装置。[1][2]通常采用金属或半导体材料制作而成。金属制电池的赛贝克效应相对较小，适用于测量温度和辐射强度等用途。而半导体制电池的赛贝克效应更强，热能转电能效率更高，适合组成温差电堆作为小功率电源。温差电池的应用场景多样，包括航空航天、军事、通信等领域。

发展历史

1821年，德国物理学家塞贝克（Seebeck）发现，当两种不同的金属导体接成闭合电路时，若两个接点处于不同温度环境中，电路中会出现电流，这一现象被称为塞贝克效应。此后，热电效应的相关研究不断发展，如1834年法国物理学家帕尔帖（Peltier）发现的帕尔帖效应，以及1856年由英国物理学家汤姆逊（William Thomson，即开尔文勋爵）提出的汤姆逊效应。近年来，随着能源与环境问题的凸显，温差电技术再次成为研究热点。

工作原理

温差电池的工作原理基于塞贝克效应，[3]即当两种不同金属导体的接触点处于不同温度时，会在回路中产生电流。对于半导体材料制成的电池，其赛贝克效应更为显著，可用于温差发电。具体而言，将N型和P型半导体的一端结合并置于高温状态，另一端保持低温，高温端的热激发作用会使空穴和电子向低温端扩散，从而在低温端形成电势差。通过将多对N型和P型半导体连接，可以获得更高的电压，形成温差发电机。