核心提示：溫差電池能的效率也較高，因此，可將多個(gè)這樣的電池組成溫差電堆，作為小功率電源。它的工作原理是，將兩種不同類型的熱電轉(zhuǎn)換材料N型和P型半導(dǎo)體的一端結(jié)合并將其置于高溫狀態(tài)，另一端開路并給以低溫時(shí)，由于高溫端的熱激發(fā)作用較強(qiáng)，空穴和電子濃度也比低溫端高，在這種載流子濃度梯度的驅(qū)動(dòng)下，空穴和電子向低溫端擴(kuò)散，從而在低溫開路端形成電勢差;如果將許多對P型和N型熱電轉(zhuǎn)換材料連接起來組成模塊，就可得到足夠高的電壓,形成一個(gè)溫差發(fā)電機(jī)。

1821年，賽貝克發(fā)現(xiàn)，把兩種不同的金屬導(dǎo)體接成閉合電路時(shí)，如果把它的兩個(gè)接點(diǎn)分別置于溫度不同的兩個(gè)環(huán)境中，則電路中就會(huì)有電流產(chǎn)生。這一現(xiàn)象稱為塞貝克(Seebeck)效應(yīng)，這樣的電路叫做溫差電偶，這種情況下產(chǎn)生電流的電動(dòng)勢叫做溫差電動(dòng)勢。例如，鐵與銅的冷接頭為1℃，熱接頭處為100℃，則有5.2mV的溫差電動(dòng)勢產(chǎn)生。

用半導(dǎo)體制成的溫差電池賽貝克效應(yīng)較強(qiáng)，熱能轉(zhuǎn)化為電

溫差電技術(shù)研究始于20世紀(jì)40年代，于20世紀(jì)60年代達(dá)到高峰，并成功地在航天器上實(shí)現(xiàn)了長時(shí)發(fā)電。當(dāng)時(shí)美國能源部的空間與防御動(dòng)力系統(tǒng)辦公室給出鑒定稱，“溫差發(fā)電已被證明為性能可靠，維修少，可在極端惡劣環(huán)境下長時(shí)間工作的動(dòng)力技術(shù)”。近幾年來，溫差發(fā)電機(jī)不僅在特種和高科技方面，而且在民用方面也表現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景。

在遠(yuǎn)程空間探索方面，人們從上個(gè)世紀(jì)中葉以來不斷將目標(biāo)投向更遠(yuǎn)的星球，甚至是太陽系以外的遠(yuǎn)程空間，這些環(huán)境中太陽能電池很難發(fā)揮作用，而熱源穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)緊湊，性能可靠，壽命長的放射性同位素溫差發(fā)電系統(tǒng)則成為理想的選擇。因?yàn)橐幻队矌糯笮〉姆派湫酝凰責(zé)嵩?，就能提供長達(dá)20年以上的連續(xù)不斷的電能，從而大大減輕了航天器的負(fù)載，這項(xiàng)技術(shù)已先后在阿波羅登月艙、先鋒者、海盜、旅行者、伽利略和尤利西斯號(hào)宇宙飛船上得到使用。

此外，據(jù)德國《科學(xué)畫報(bào)》雜志報(bào)道，來自德國慕尼黑的一家芯片研發(fā)企業(yè)研究出的這種新型電池，主要由一個(gè)可感應(yīng)溫差的硅芯片構(gòu)成。當(dāng)這種特殊的硅芯片正面“感受”到的溫度較之背面溫度具有一定溫差時(shí)，其內(nèi)部電子就會(huì)產(chǎn)生定向流動(dòng)，從而產(chǎn)生微電流。負(fù)責(zé)研發(fā)這種電池的科學(xué)家溫納·韋伯介紹說，“只要在人體皮膚與衣服等之間有5℃的溫差，就可以利用這種電池為一塊普通的腕表提供足夠的能量”。

雖然溫差發(fā)電已有諸多應(yīng)用,但長久以來受熱電轉(zhuǎn)換效率和較大成本的限制,溫差電技術(shù)向工業(yè)和民用產(chǎn)業(yè)的普及受到很大制約。雖然最近幾年隨著能源與環(huán)境危機(jī)的日漸突出，以及一批高性能熱電轉(zhuǎn)換材料的開發(fā)成功，溫差電技術(shù)的研究又重新成為熱點(diǎn)，但突破的希望還是在于轉(zhuǎn)換效率的穩(wěn)定提高。可以設(shè)想一下，在溫差電池技術(shù)成熟以后，我們的手機(jī)、筆記本電腦電池就可以利用身體與外界的溫度差發(fā)電，而大大延長其使用時(shí)間