半导体的热电效应

塞贝克效应能带图
能带图表示电子的能量，对空穴来说 ，高温端空穴能量低于低温端。假定 半导体与金属接触处半导体的费米能 级与金属费米能级等高，但是半导体 内部的费米能级由于内部电场的作用 使之是倾斜。 两端费米能级之差除以电荷q，就是温 差电动势 S 。

11-2 塞 贝 克 效 应 能 带 图
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半导体的热电性质

半导体的热电性质
1 2 3 4
塞贝克效应
珀尔帖效应 汤姆逊效应 半导体的热导率 半导体热电效应的应用
5

1.1 塞贝克效应简介
T2
ab
a
a T2 A B T1 b
a
b
C
ab
b
D T1
（a） 图11-1 塞贝克效应 （a）开路；（b）闭路
温差发电器

5. 半导体热电效应的应用 制冷器

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三系数关系

4 半导体的热导率


4.1 载流子对热导率的贡献



4.2 声子对热导率的贡献

5. 半导体热电效应的应用


2. 半导体的珀尔帖效应 1834年

2.1 珀尔帖系数

2.2 珀尔帖效应机理
I
珀尔帖效应能带图


3 汤姆逊效应

（b）

1.2 塞贝克开路 图11-1 塞贝克效应 B T1 b a T2
ab
b D T1 （b）闭路

1.3 半导体的温差电动势率
绝对温差电动势率
ab
a
T2 A
b
a
B T1
每种材料的绝对温差电动势率为 d dT ，而两种材料的温差 电动势为它们的绝对温差电动势之差，所以两种材料的温差电 动势率为
ab
d ab d d dT dT b dT a
先讨论某种材料的绝对温差电动势率，再讨论两种材料的 ab 。

1.3.1 一种载流子的绝对温差电动势率
假设
均匀温度梯度， 均匀掺杂P型材料， 载流子浓度随温度指数增大。
计算




应用

1.3.2 两种载流子的绝对温差电动势率



1.3.3 两种材料的温差电动势率