温差能发电装置的原理及升压稳压模块设计

温差能发电是一个直接将温度差所产生的能量转化为电能的过程。 具体来说，温差使导体（或半导体）的不同端产生物理性质差异（如平均自由程、载流子密度），进而产生恒定的电流和温差生电动势。

塞贝克效应（Seebeck Effect）

半导体在不同的温度下具有不同的载流子密度，当单一半导体两端具有温度差时，载子会扩散以消除密度的差异，因而造成电动势。

金属的赛贝克效应由电子的平均自由程来决定。 若平均自由程随温度上升，则热端的自由电子有较高的机会向冷端移动，此时的塞贝克系数为负值。 反过来说，若电子的平均自由程随温度上升而下降，则冷端的自由电子有较高的机会流向热端，塞贝克系数为正值。

由塞贝克效应产生的电压可以表示成：

<math>V = \int_{T_1}^{T_r} S_\mathrm{B}(T) \, dT + \int_{T_2}^{T_1} S_\mathrm{A}(T) \, dT + \int_{T_r}^{T_2} S_\mathrm{B}(T) \, dT = \int_{T_1}^{T_2} \left( S_\mathrm{B}(T) - S_\mathrm{A}(T) \right) \, dT.</math>

S_A和S_B是金属A和B的塞贝克系数，T₁和T₂是两块金属结合处的温度。塞贝克系数取决于温度和材料的分子结构。如果塞贝克系数在实验的温度范围内接近常数，以上方程可以近似成：

<math>V = (S_\mathrm{B} - S_\mathrm{A}) \cdot (T_2 - T_1).</math>

帕尔帖效应（Peltier Effect）

帕尔帖效应即為塞贝克效应的反效应，即当在两种金属回路中加入电源产生电势后，不同的金属接触点会有一个温差。

• Thermoelectric Effect - Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Thermoelectric_effect