تېرموئېلېكترلىق سوۋۇتۇش مودۇللىرىنىڭ ئەڭ يېڭى تەرەققىيات نەتىجىلىرى

تېرموئېلېكترلىق سوۋۇتۇش مودۇللىرىنىڭ ئەڭ يېڭى تەرەققىيات نەتىجىلىرى

I. ماتېرىياللار ۋە ئىقتىدار چەكلىمىسى توغرىسىدىكى بۆسۈش خاراكتېرلىك تەتقىقات

1. «فونون ئەينەك – ئېلېكترونلۇق كىرىستال» ئۇقۇمىنىڭ چوڭقۇرلىشىشى: •

ئەڭ يېڭى نەتىجە: تەتقىقاتچىلار يۇقىرى ئۈنۈملۈك ھېسابلاش ۋە ماشىنا ئۆگىنىش ئارقىلىق ئىنتايىن تۆۋەن تور ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى ۋە يۇقىرى سېبېك كوئېففىتسېنتى بولغان يوشۇرۇن ماتېرىياللارنى تەكشۈرۈش جەريانىنى تېزلەشتۈردى. مەسىلەن، ئۇلار مۇرەككەپ كىرىستال قۇرۇلمىسى ۋە قەپەس شەكىللىك بىرىكمىلەرگە ئىگە Zintl باسقۇچلۇق بىرىكمىلىرىنى (مەسىلەن، YbCd2Sb2) بايقىدى، ئۇلارنىڭ ZT قىممىتى بەلگىلىك تېمپېراتۇرا دائىرىسى ئىچىدە ئەنئەنىۋى Bi2Te3 نىڭكىدىن ئېشىپ كېتىدۇ.

«ئېنتروپىيە قۇرۇلۇشى» ئىستراتېگىيىسى: يۇقىرى ئېنتروپىيەلىك قېتىشمىلار ياكى كۆپ تەركىبلىك قاتتىق ئېرىتمىلەردە تەركىب قالايمىقانچىلىقىنىڭ كىرگۈزۈلۈشى، ئېلېكتر خۇسۇسىيىتىگە ئېغىر دەرىجىدە تەسىر كۆرسەتمەي تۇرۇپ ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقىنى زور دەرىجىدە تۆۋەنلىتىش ئۈچۈن فونونلارنى كۈچلۈك تارقىتىۋېتىدۇ، بۇ تېرموئېلېكترلىق قىممەتنى ئاشۇرۇشنىڭ يېڭى ئۈنۈملۈك ئۇسۇلىغا ئايلاندى.

2. تۆۋەن ئۆلچەملىك ۋە نانو قۇرۇلمىلاردىكى چېگرا تەرەققىياتى:

ئىككى ئۆلچەملىك تېرموئېلېكتر ماتېرىياللىرى: بىر قەۋەتلىك/بىر قەۋەتلىك SnSe، MoS₂ قاتارلىقلار ئۈستىدە ئېلىپ بېرىلغان تەتقىقاتلار ئۇلارنىڭ كۋانت چەكلەش ئۈنۈمى ۋە يۈزەكى ھالىتىنىڭ ئىنتايىن يۇقىرى قۇۋۋەت ئامىلى ۋە ئىنتايىن تۆۋەن ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدىغانلىقىنى، بۇنىڭ بىلەن ئىنتايىن نېپىز، ئەۋرىشىملىك ​​مىكرو-TEC، مىكرو تېرموئېلېكتر سوۋۇتۇش مودۇلى، مىكرو پېلتىيېر سوۋۇتقۇچ (مىكرو پېلتىيېر ئېلېمېنتلىرى) ياساش پۇرسىتىگە ئېرىشىدىغانلىقىنى كۆرسەتتى.

نانومېتىر ئۆلچىمىدىكى ئۇلىنىش ئىنژېنېرلىقى: دانچە چېگرىسى، چىقىش ۋە نانو باسقۇچلۇق چۆكمە قاتارلىق مىكرو قۇرۇلمىلارنى «فونون فىلتىرى» سۈپىتىدە ئېنىق كونترول قىلىپ، ئېلېكترونلارنىڭ راۋان ئۆتۈشىگە يول قويۇپ، ئىسسىقلىق توشۇغۇچىلارنى (فونونلارنى) تاللاپ چېچىپ، تېرموئېلېكتر پارامېتىرلىرىنىڭ (ئۆتكۈزۈشچانلىقى، سېبېك كوئېففىتسېنتى، ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى) ئەنئەنىۋى باغلىنىش مۇناسىۋىتىنى بۇزۇش.

II. يېڭى سوۋۇتۇش مېخانىزمى ۋە ئۈسكۈنىلىرىنى تەكشۈرۈش

1. تېرموئېلېكترلىق سوۋۇتۇش ئاساسى:

بۇ ئىنقىلابىي يېڭى يۆنىلىش. ئېلېكتر مەيدانى ئاستىدا ئىئونلارنىڭ (ئېلېكترون/ئۆڭكۈر ئەمەس) كۆچۈشى ۋە باسقۇچ ئۆزگىرىشى (مەسىلەن، ئېلېكترولىز ۋە قېتىش) ئارقىلىق ئۈنۈملۈك ئىسسىقلىق سۈمۈرۈشكە ئېرىشكىلى بولىدۇ. ئەڭ يېڭى تەتقىقاتلار شۇنى كۆرسىتىپ بېرىدۇكى، بەزى ئىئون گېلى ياكى سۇيۇق ئېلېكترولىتلار تۆۋەن توك بېسىمىدا ئەنئەنىۋى TEC، پېلتىئېر مودۇلى، TEC مودۇلى، تېرموئېلېكتر سوۋۇتقۇچلارغا قارىغاندا تېخىمۇ چوڭ تېمپېراتۇرا پەرقىنى پەيدا قىلالايدۇ، بۇ يېڭى ئەۋلاد سوۋۇتۇش تېخنىكىسىنىڭ تەرەققىياتى ئۈچۈن پۈتۈنلەي يېڭى يول ئاچىدۇ.

2. ئېلېكتر كارتىلىرى ۋە بېسىم كارتىلىرى ئارقىلىق توڭلاتقۇنى كىچىكلىتىشكە ئۇرۇنۇشلار: •

قاتتىق ھالەتلىك سوۋۇتۇش ئۈچۈن رىقابەتلىشىدىغان تېخنىكا سۈپىتىدە، تېرموئېلېكتر ئېففېكتىنىڭ بىر شەكلى بولمىسىمۇ، بۇ ماتېرىياللار (مەسىلەن، پولىمېر ۋە كېرامىكا) ئېلېكتر مەيدانى ياكى بېسىم ئاستىدا تېمپېراتۇرا جەھەتتە زور دەرىجىدە ئۆزگىرىشلەرنى كۆرسىتىشى مۇمكىن. ئەڭ يېڭى تەتقىقاتلار ئېلېكتروكالورىيەلىك/بېسىملىق كالورىيەلىك ماتېرىياللارنى كىچىكلىتىپ، تەرتىپلەشكە، شۇنداقلا ئىنتايىن تۆۋەن قۇۋۋەتلىك مىكرو سوۋۇتۇش چارىلىرىنى تەكشۈرۈش ئۈچۈن TEC، پېلتىيېر مودۇلى، تېرموئېلېكتر سوۋۇتۇش مودۇلى، پېلتىيېر ئۈسكۈنىسى بىلەن پىرىنسىپقا ئاساسەن سېلىشتۇرۇش ۋە رىقابەتلىشىش ئېلىپ بېرىشقا ئۇرۇنماقتا.

III. سىستېما بىرلەشتۈرۈش ۋە قوللىنىشچان پروگراممىلاردا يېڭىلىق يارىتىشنىڭ چەك-چېگرالىرى

1. «چىپ دەرىجىسىدىكى» ئىسسىقلىق تارقىتىش ئۈچۈن چىپ ئۈستىدىكى بىرلەشتۈرۈش:

ئەڭ يېڭى تەتقىقات مىكرو TEC نى بىرلەشتۈرۈشكە مەركەزلەشكەنمىكرو تېرموئېلېكتر مودۇلى， (تېرموئېلېكترلىق سوۋۇتۇش مودۇلى)، پېلتىئېر ئېلېمېنتلىرى ۋە كرېمنىي ئاساسلىق چىپلارنى مونولىتلىق شەكىلدە (بىر چىپتا) ئىشلىتىدۇ. MEMS (مىكرو-ئېلېكتر-مېخانىكىلىق سىستېما) تېخنىكىسىنى ئىشلىتىپ، مىكرو كۆلەملىك تېرموئېلېكترلىق تۈۋرۈكلەر چىپنىڭ ئارقا تەرىپىگە بىۋاسىتە ياسىلىپ، CPU/GPU نىڭ يەرلىك قىزىق نۇقتىلىرى ئۈچۈن «نۇقتىدىن نۇقتىغا» ھەقىقىي ۋاقىتلىق ئاكتىپ سوۋۇتۇش بىلەن تەمىنلەيدۇ، بۇنىڭ ۋون نېيمان ئارخىتېكتۇرىسىدىكى ئىسسىقلىق توسالغۇسىنى بۇزۇپ تاشلىشى مۆلچەرلەنمەكتە. بۇ كەلگۈسىدىكى ھېسابلاش كۈچى چىپلىرىنىڭ «ئىسسىقلىق تېمى» مەسىلىسىنى ھەل قىلىشنىڭ ئەڭ ئاخىرقى چارىلىرىنىڭ بىرى دەپ قارىلىدۇ.

2. كىيىشكە بولىدىغان ۋە ئەۋرىشىملىك ​​ئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلەر ئۈچۈن ئۆزلۈكىدىن ئېنېرگىيە بىلەن تەمىنلىنىدىغان ئىسسىقلىق باشقۇرۇش سىستېمىسى:

تېرموئېلېكتر ئېنېرگىيە ئىشلەپچىقىرىش ۋە سوۋۇتۇشنىڭ قوش ئىقتىدارىنى بىرلەشتۈرۈش. ئەڭ يېڭى نەتىجىلەر سوزۇلۇشچان ۋە يۇقىرى كۈچلۈكلۈكتىكى ئەۋرىشىملىك ​​تېرموئېلېكتر تالالىرىنى تەرەققىي قىلدۇرۇشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. بۇلار تېمپېراتۇرا پەرقىدىن پايدىلىنىپ پەقەت كىيىشكە بولىدىغان ئۈسكۈنىلەر ئۈچۈنلا توك ئىشلەپ چىقىرالمايدۇ.شۇنداقلا تەتۈر توك ئارقىلىق يەرلىك سوۋۇتۇش (مەسىلەن، مەخسۇس خىزمەت كىيىملىرىنى سوۋۇتۇش) نى ئەمەلگە ئاشۇرالايدۇئېنېرگىيە ۋە ئىسسىقلىق باشقۇرۇشنى بىر گەۋدىلەشتۈرۈشنى ئىشقا ئاشۇرۇش.

3. كۋانت تېخنىكىسى ۋە بىئوسېنزوردا ئېنىق تېمپېراتۇرا كونترول قىلىش:

كۋانت بىتلىرى ۋە يۇقىرى سەزگۈرلۈك سېنزورلىرى قاتارلىق ئالدىنقى قاتاردىكى ساھەلەردە، mK (مىللىكېلۋىن) دەرىجىسىدە ئىنتايىن ئېنىق تېمپېراتۇرا كونترول قىلىش ئىنتايىن مۇھىم. ئەڭ يېڭى تەتقىقاتلار ئىنتايىن يۇقىرى ئېنىقلىقتىكى (±0.001°C) كۆپ باسقۇچلۇق TEC، كۆپ باسقۇچلۇق پېلتىيېر مودۇلى (تېرموئېلېكترلىق سوۋۇتۇش مودۇلى) سىستېمىلىرىغا مەركەزلەشكەن بولۇپ، TEC مودۇلى، پېلتىيېر ئۈسكۈنىسى، پېلتىيېر سوۋۇتقۇچنىڭ ئاكتىپ شاۋقۇننى يوقىتىش ئۈچۈن ئىشلىتىلىشىنى تەتقىق قىلىدۇ، بۇنىڭ مەقسىتى كۋانت ھېسابلاش سۇپىلىرى ۋە يەككە مولېكۇلا بايقاش ئۈسكۈنىلىرى ئۈچۈن ئىنتايىن مۇقىم ئىسسىقلىق مۇھىتى يارىتىشتۇر.

IV. سىمۇلياتسىيە ۋە ئەلالاشتۇرۇش تېخنىكىسىدىكى يېڭىلىق يارىتىش

سۈنئىي ئەقىلگە ئاساسلانغان لايىھەلەش: سۈنئىي ئەقىلنى (مەسىلەن، ھاسىل قىلغۇچ رەقىبلىك تور، كۈچەيتىش ئۆگىنىشى) «ماتېرىيال-قۇرۇلما-ئىقتىدار» تەتۈر لايىھەلەش ئۈچۈن ئىشلىتىش، كەڭ تېمپېراتۇرا دائىرىسى ئىچىدە ئەڭ چوڭ سوۋۇتۇش كوئېففىتسېنتىغا ئېرىشىش ئۈچۈن ئەڭ ياخشى كۆپ قەۋەتلىك، بۆلەكلەرگە ئايرىلغان ماتېرىيال تەركىبى ۋە ئۈسكۈنە گېئومېتىرىيەسىنى مۆلچەرلەش، تەتقىقات ۋە تەرەققىيات دەۋرىنى زور دەرىجىدە قىسقارتىش.

خۇلاسە:

پېلتىئېلېمېنت، تېرموئېلېكتر سوۋۇتۇش مودۇلى (TEC مودۇلى) نىڭ ئەڭ يېڭى تەتقىقات نەتىجىلىرى «ياخشىلاش» تىن «ئۆزگەرتىش»كە قاراپ يۈزلىنىۋاتىدۇ. ئاساسلىق ئالاھىدىلىكلىرى تۆۋەندىكىچە: •

ماتېرىيال سەۋىيەسى: كۆپ مىقداردا قوشۇشتىن ئاتوم سەۋىيەسىدىكى ئارايۈزلەر ۋە ئېنتروپىيە قۇرۇلۇشى كونترولىغىچە. •

ئاساسىي سەۋىيەدە: ئېلېكترونغا تايىنىشتىن تارتىپ ئىئون ۋە پولارون قاتارلىق يېڭى زەرەت توشۇغۇچىلارنى تەكشۈرۈشكىچە.

بىرلەشتۈرۈش دەرىجىسى: ئايرىم زاپچاسلاردىن تارتىپ، چىپلار، رەختلەر ۋە بىئولوگىيىلىك ئۈسكۈنىلەر بىلەن چوڭقۇر بىرلەشتۈرۈشكىچە.

نىشان دەرىجىسى: ماكرو سەۋىيەدىكى سوۋۇتۇشتىن كۋانت ھېسابلاش ۋە بىر گەۋدىلەشكەن ئوپتوئېلېكترون قاتارلىق ئالدىنقى قاتاردىكى تېخنىكىلارنىڭ ئىسسىقلىق باشقۇرۇش مەسىلىلىرىنى ھەل قىلىشقا ئۆتۈش.

بۇ ئىلگىرىلەشلەر كەلگۈسىدىكى تېرموئېلېكترلىق سوۋۇتۇش تېخنىكىسىنىڭ تېخىمۇ ئۈنۈملۈك، كىچىكلىتىلگەن، ئەقلىي ئىقتىدارلىق بولىدىغانلىقىنى ۋە كېيىنكى ئەۋلاد ئۇچۇر تېخنىكىسى، بىئوتېخنىكا ۋە ئېنېرگىيە سىستېمىلىرىنىڭ يادروسىغا چوڭقۇر سىڭىپ كىرىدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.