"ຄວາມຫນາວເຢັນແລະຮ້ອນແລະຮ້ອນ" ໃນພື້ນທີ່ນ້ອຍໆທີ່ເຮັດໃຫ້ຄວາມເປັນໄປໄດ້ໃຫມ່ສໍາລັບຕູ້ເຢັນ

ໃນປະຫວັດການພັດທະນາຂອງເຕັກໂນໂລຢີຕູ້ເຢັນ,ເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນ semiconductorໃນທີ່ມີຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງພວກເຂົາ, ກໍາລັງປ່ຽນແປງຄວາມຮັບຮູ້ຂອງຄົນຊື່ໆກ່ຽວກັບ "ຕູ້ເຢັນ". ມັນບໍ່ມີສຽງດັງຂອງເຄື່ອງອັດພື້ນມະການແລະບໍ່ຕ້ອງການລະບົບການຫມູນວຽນຂອງຕູ້ເຢັນທີ່ສັບສົນ. ພຽງແຕ່ໃຊ້ປະໂຫຍດຈາກຄຸນລັກສະນະຂອງວັດສະດຸ semiconductor, ມັນສາມາດບັນລຸຄວາມສະຫວ່າງ magical ຂອງ "ຄວາມເຢັນແລະຄວາມຮ້ອນໃນເວລາດຽວກັນ, ກາຍເປັນວິທີແກ້ໄຂຕູ້ເຢັນຫຼາຍແຕ່ວ່າມີຄວາມສຸກ.

I. ຄວາມລຶກລັບຂອງ "ຕູ້ເຢັນແບບບໍ່ມີສຽງ": ຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນ semiconductor

ຫຼັກຂອງ semiconductor ເຢັນກວ່າຈາກ "Peltier Effect" ວິທີການຂອງການປະຕິບັດຕາມພະລັງງານໄຟຟ້າໂດຍກົງໂດຍຜ່ານການປ່ຽນແປງຂອງຕູ້ເຢັນແລະບໍ່ມີສ່ວນທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງກົນຈັກ.

ການເວົ້າທີ່ມີໂຄງສ້າງ, ເຄື່ອງເຮັດເຄື່ອງເຮັດຄວາມຮ້ອນແບບ semiconductor ແມ່ນປະກອບດ້ວຍຫຼາຍຊຸດຂອງຄູ່ຜົວເມຍ semiconductor, ຊັ້ນໃຕ້ດິນເຊລາມິກແລະໄຟຟ້າ. ຊັ້ນໃຕ້ດິນເຊລາມິກມີທັງຄຸນລັກສະນະຄວາມຮ້ອນແລະຄວາມຮ້ອນທີ່ດີເລີດ. ພວກເຂົາບໍ່ພຽງແຕ່ສາມາດໂອນຄວາມຮ້ອນໄດ້ໄວເທົ່າໃດແຕ່ຍັງປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ວົງຈອນສັ້ນໃນວົງຈອນ. thermocouples ຫຼາຍຄູ່ສາມາດຈັດລຽງເປັນຊຸດຫຼືຂະຫນານ. ໂດຍການດັດປັບຈໍານວນຄູ່ແລະຂະຫນາດຂອງປະຈຸບັນທີ່ຜ່ານໄປໂດຍຜ່ານການ, ຄວາມສາມາດທີ່ເຢັນແລະຄວາມແຕກຕ່າງຂອງອຸນຫະພູມສາມາດຄວບຄຸມໄດ້ຢ່າງຊັດເຈນ. ໃນເວລາທີ່ທິດທາງຂອງການປ່ຽນແປງໃນປະຈຸບັນ, ການເຮັດຄວາມເຢັນແລະຈຸດຈົບຂອງການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນກໍ່ຈະສັບປ່ຽນຢ່າງເຫມາະສົມ. ຄຸນນະສົມບັດນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ມັນທັງຄວາມເຢັນແລະຄວາມຮ້ອນ, ບັນລຸ "ການນໍາໃຊ້" ການນໍາໃຊ້ໃນເຄື່ອງດຽວ ".

ເມື່ອປຽບທຽບກັບຕູ້ເຢັນເສດຖະກິດແບບດັ້ງເດີມ, ຫຼັກການຂອງຕູ້ເຢັນ semiconductor ເບິ່ງຄືວ່າເຮັດໃຫ້ມີສຽງດັງ, ແຕ່ວ່າມັນຈະຕໍ່າກ່ວາ 30 decibels, ເຂົ້າມາໃກ້ກັບສຽງທີ່ມີອາກາດ. ກະທັດຮັດໃນຂະຫນາດ, ໂມດູນຄວາມເຢັນທີ່ນ້ອຍທີ່ສຸດແມ່ນມີພຽງແຕ່ຊັງຕີແມັດກ້ອນຫນຶ່ງຫນ່ວຍເທົ່ານັ້ນ, ເຮັດໃຫ້ມັນງ່າຍທີ່ຈະຝັງໃນອຸປະກອນນ້ອຍໆ. ມັນເປັນເບົາ, ໂດຍປົກກະຕິພຽງແຕ່ 1/5 ຫາ 1/3 ຂອງອົງປະກອບຕູ້ເຢັນແບບດັ້ງເດີມ, ເຮັດໃຫ້ສະຖານະການທີ່ເຫມາະສົມກັບສະຖານະການທີ່ໃຊ້ໄດ້. ແລະມັນບໍ່ໄດ້ໃຊ້ຕູ້ເຢັນເຊັ່ນ: freon, ເຊິ່ງເປັນສິ່ງແວດລ້ອມທີ່ເປັນມິດແລະສອດຄ່ອງກັບແນວໂນ້ມຂອງການປົກປ້ອງສິ່ງແວດລ້ອມສີຂຽວ.

II. ສະຖານະການທີ່ອີງໃສ່ສະຖານະການ: "ຂັ້ນຕອນຂອງການສະຫມັກ" ຂອງເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນ semiconductor

ດ້ວຍຄຸນລັກສະນະຂອງ "ຂະຫນາດນ້ອຍ, ງຽບແລະສີຂຽວ", ເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນ semiconductor ມີບົດບາດສໍາຄັນໃນສະຖານະການຂອງໂຮງຮຽນປະເພນີ. ຂອບເຂດການສະຫມັກຂອງພວກເຂົາແມ່ນຂະຫຍາຍຢູ່ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ຈາກຜູ້ບໍລິໂພກເອເລັກໂຕຣນິກໃຫ້ແກ່ການຜະລິດອຸດສາຫະກໍາແລະແມ່ນແຕ່ການຮັກສາສຸຂະພາບແລະສຸຂະພາບ.

ໃນຂົງເຂດເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າອຸປະໂພກບໍລິໂພກ, ເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນ semiconductor ໄດ້ກາຍເປັນເຄື່ອງມືທີ່ມີປະສິດທິພາບສໍາລັບ "ການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມທີ່ຊັດເຈນ". ໂທລະສັບຫຼີ້ນເກມໃນປະຈຸບັນແລະແທັບເລັດທີ່ປະຕິບັດສູງມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະເຮັດຄວາມຮ້ອນເມື່ອແລ່ນໂປແກຼມໃຫຍ່, ເຊິ່ງມີຜົນກະທົບຕໍ່ການປະຕິບັດງານແລະຊີວິດການຮັບໃຊ້ຂອງພວກເຂົາ. ໂມດູນຄວາມເຢັນທີ່ມີຢູ່ໃນ semiconductor ສາມາດໂອນຄວາມຮ້ອນໄດ້ຈາກສ່ວນປະກອບຫຼັກໃນດ້ານນອກຂອງຮ່າງກາຍ, ການເຮັດຄວາມເຢັນໃນທ້ອງຖິ່ນ "ແລະການຮັກສາອຸປະກອນທີ່ກໍາລັງດໍາເນີນໄປຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ. ນອກຈາກນັ້ນ, ຕູ້ເຢັນ mini ແລະຈອກເຮັດຄວາມເຢັນຂອງລົດກໍ່ແມ່ນການນໍາໃຊ້ແບບປົກກະຕິຂອງເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນ semiconductor. ຜະລິດຕະພັນເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນຫນາແຫນ້ນໃນຂະຫນາດ, ບໍ່ຕ້ອງການທໍ່ສົ່ງພາຍນອກທີ່ສັບສົນ, ແລະສາມາດເຮັດໃຫ້ເຢັນໃນເວລາທີ່ສຽບ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ພວກເຂົາປະຕິບັດງານກັບເກືອບບໍ່ມີສຽງດັງແລະຈະບໍ່ລົບກວນການເຮັດວຽກຫຼືພັກຜ່ອນ.

ໃນຂົງເຂດການຄົ້ນຄວ້າອຸດສາຫະກໍາແລະວິທະຍາສາດ, ເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນດ້ານການວິທະຍາສາດ, ເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນ semiconductor, ໂດຍມີປະໂຫຍດຂອງ "ການຄວບຄຸມທີ່ເຂັ້ມແຂງ", ໄດ້ກາຍເປັນ "ຜູ້ຊ່ວຍທີ່ຫມັ້ນຄົງ" ໃນການທົດລອງແລະການຜະລິດ. ໃນການຜະລິດເຄື່ອງມືທີ່ຊັດເຈນ, ບາງສ່ວນປະກອບ optical ແລະເຊັນເຊີແມ່ນມີຄວາມອ່ອນໄຫວທີ່ສຸດຕໍ່ການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ. ເຖິງແມ່ນວ່າຄວາມແຕກຕ່າງຂອງອຸນຫະພູມຂະຫນາດນ້ອຍກໍ່ສາມາດສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການວັດແທກ. ເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນ semiconductor ສາມາດຄວບຄຸມການເຫນັງຕີງຂອງອຸນຫະພູມພາຍໃນ± 0.1 ℃ໂດຍຜ່ານລະບົບຄວບຄຸມອຸນຫະພູມປິດ loop, ໃຫ້ສະພາບແວດລ້ອມການເຮັດວຽກທີ່ຫມັ້ນຄົງສໍາລັບອຸປະກອນ. ໃນການທົດລອງຄົ້ນຄວ້າວິທະຍາສາດ, ເຊັ່ນວ່າການປົກປັກຮັກສາຊີວະພາບແລະການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມຄົງທີ່ບໍ່ໄດ້ໃຊ້ໃນລະດັບສູງແລະສາມາດບັນລຸອຸນຫະພູມທີ່ມີປະສິດຕິພາບສູງແລະປັບປຸງຄວາມປະສິດທິພາບຂອງການທົດລອງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.

ໃນຂົງເຂດການປິ່ນປົວດ້ານການແພດແລະສຸຂະພາບ, ຄຸນລັກສະນະ "ທີ່ປອດໄພແລະເປັນມິດກັບສິ່ງແວດລ້ອມ" ຂອງເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນ semiconductor ໄດ້ເຮັດໃຫ້ພວກເຂົາມີຄວາມໂປດປານສູງ. ໃນອຸປະກອນການແພດແບບພົກພາເຊັ່ນ: ກ່ອງຕູ້ເຢັນອິນຊູລິນແລະກ່ອງການໂອນວັກຊີນ, ເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນທີ່ມີ semiconductor ບໍ່ໄດ້ຮັບຄວາມສ່ຽງດ້ານການຮົ່ວໄຫຼຂອງອຸປະກອນຕູ້ເຢັນແບບດັ້ງເດີມ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ພວກເຂົາສາມາດຮັກສາອຸນຫະພູມຕ່ໍາຜ່ານຊັ້ນໃບປ້ອງກັນຫຼັງຈາກຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງພະລັງງານ, ຮັບປະກັນຄວາມປອດໄພຂອງຢາໃນໄລຍະຂົນສົ່ງແລະການເກັບຮັກສາ. ນອກຈາກນັ້ນ, ໃນບາງສະຖານະການການຮັກສາຄວາມເຢັນຂອງທ້ອງຖິ່ນ, ເຊັ່ນ: ເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນທາງດ້ານຮ່າງກາຍແລະເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນໃນທ້ອງຖິ່ນ, ຫລີກລ້ຽງຄວາມສະດວກສະບາຍໃນເນື້ອເຍື່ອປົກກະຕິແລະຊ່ວຍເສີມສ້າງຄວາມສະດວກສະບາຍແລະຄວາມປອດໄພຂອງການຮັກສາ.

III. ກາລະໂອກາດແລະສິ່ງທ້າທາຍຮ່ວມກັນ: ເສັ້ນທາງພັດທະນາຂອງເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນ semiconductor

ເຖິງແມ່ນວ່າເຄື່ອງເຮັດຄວາມສະດວກສະບາຍດ້ານ semiconductor ມີຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ສໍາຄັນ, ເນື່ອງຈາກຄຸນລັກສະນະທາງວິຊາການຂອງພວກເຂົາ, ຍັງມີບາງ tellnecks ທີ່ຕ້ອງໄດ້ຖືກທໍາລາຍຢ່າງຮີບດ່ວນໂດຍປະຈຸບັນ. ທໍາອິດອັດຕາສ່ວນປະເພດພະລັງງານແມ່ນຂ້ອນຂ້າງຕ່ໍາ - ປຽບທຽບກັບຕູ້ເຢັນແບບດັ້ງເດີມ, ເມື່ອຕູ້ເຢັນ semiconductor ບໍລິໂພກພະລັງງານໄຟຟ້າ, ພວກເຂົາໂອນຄວາມຮ້ອນຫນ້ອຍລົງ. ໂດຍສະເພາະໃນສະຖານະການທີ່ມີຄວາມແຕກຕ່າງຂອງອຸນຫະພູມຂະຫນາດໃຫຍ່ (ເຊັ່ນ: ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງອຸນຫະພູມລະຫວ່າງຈຸດສຸດທ້າຍຂອງຕູ້ເຢັນແລະສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເກີນ 50 ℃), ຊ່ອງຫວ່າງການປະຕິບັດງານຂອງພະລັງງານແມ່ນເຫັນໄດ້ຊັດເຈນກວ່າ. ນີ້ເຮັດໃຫ້ມັນມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການສະຫມັກສະຖານະການທີ່ຕ້ອງການຕູ້ເຢັນຂະຫນາດໃຫຍ່, ເຊັ່ນ: ເຄື່ອງປັບອາກາດທາງອາກາດຂອງຄົວເຮືອນແລະສິ່ງອໍານວຍຄວາມສະດວກດ້ານການເກັບຮັກສາທີ່ເຢັນ. ອັນທີສອງ, ມີບັນຫາຂອງການລະງັບຄວາມຮ້ອນ - ໃນຂະນະທີ່ເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນທີ່ເຮັດໃຫ້ເຢັນ, ມີຄວາມຮ້ອນຫຼາຍທີ່ສ້າງຄວາມຮ້ອນໃນຕອນທ້າຍຂອງຄວາມຮ້ອນ. ຖ້າຄວາມຮ້ອນນີ້ບໍ່ສາມາດລະລາຍໄດ້ໃນເວລາ, ມັນຈະບໍ່ພຽງແຕ່ຫຼຸດຜ່ອນປະສິດທິພາບທີ່ເຢັນເທົ່ານັ້ນແຕ່ຍັງສາມາດທໍາລາຍໂມດູນເນື່ອງຈາກອຸນຫະພູມຫຼາຍເກີນໄປ. ສະນັ້ນ, ລະບົບຄວາມຮ້ອນທີ່ມີປະສິດທິພາບ

ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ດ້ວຍຄວາມກ້າວຫນ້າຂອງເຕັກໂນໂລຢີດ້ານວັດສະດຸແລະຂະບວນການຕູ້ເຢັນ, ການພັດທະນາເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນ semiconductor ແມ່ນຮັບເອົາໂອກາດໃຫມ່ໆ. ໃນແງ່ຂອງເອກະສານ, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ພັດທະນາເອກະສານ Semiconductor ໃຫມ່ (ເຊັ່ນ: ການປະຕິບັດການປ່ຽນແປງຂອງ bismout, ເຊິ່ງຄາດວ່າຈະເພີ່ມອັດຕາປະສິດທິພາບການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຂອງເຄື່ອງເຮັດຄວາມສະດວກສະບາຍດ້ານພະລັງງານ. ໃນແງ່ຂອງຝີມືຫັດຖະກໍາ, ການພັດທະນາເຕັກໂນໂລຢີການເຊື່ອມໂຍງເຂົ້າກັນໄດ້ເພີ່ມປະສົມປະສານກັບຊິບເຊັດຕົວ semiconductor ທີ່ມີຂະຫນາດຫຼາຍຂື້ນແລະການຫຼຸດຜ່ອນການສະຫມັກຂອງມັນໃນຂະຫນາດຂອງພວກມັນໃນລະບົບຈຸລິນຊີ. ນອກຈາກນັ້ນ, "ການປະດິດສ້າງແບບປະສົມປະສານກັບ Technologies Refurolologies ອື່ນໆກໍ່ໄດ້ກາຍເປັນແນວໂນ້ມໃຫມ່ - ຍົກຕົວຢ່າງ, ການປ່ຽນແປງຄວາມຮ້ອນຈາກການປ່ຽນແປງຄວາມຮ້ອນຈາກລະບົບຄວາມຮ້ອນຂອງໄລຍະ, ແລະຫຼຸດຜ່ອນພາລະໃນລະບົບການລະບາຍຄວາມຮ້ອນ; ຫຼືມັນສາມາດຖືກລວມເຂົ້າກັບຕູ້ເຢັນສໍາລັບການບີບອັດແບບດັ້ງເດີມເພື່ອບັນລຸຄວາມເຢັນ "ທີ່ຊັດເຈນ" ໃນເຂດທ້ອງຖິ່ນ, ເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບຂອງລະບົບຕູ້ເຢັນໂດຍລວມ.

iv. ການສະຫລຸບ: ໂມດູນຂະຫນາດນ້ອຍຂັບລົດຕະຫຼາດໃຫຍ່: ຄວາມແຕກຕ່າງ "ພະລັງງານຂອງເຕັກໂນໂລຢີຕູ້ເຢັນ

ເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນ semiconductor ອາດຈະບໍ່ແມ່ນວິທີແກ້ໄຂຕູ້ເຢັນທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງພວກເຂົາ, ພວກເຂົາໄດ້ເປີດຂອບເຂດໃຫມ່ໃນເຂດທີ່ມີເຕັກໂນໂລຢີການກວດສອບແບບດັ້ງເດີມຊອກຫາຍາກ. ຈາກ "ຄວາມເຢັນງຽບ" ຂອງຜູ້ບໍລິໂພກອຸປະກອນເສີມຂະຫຍາຍ "ການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມທີ່ປອດໄພ" ຂອງການຄົ້ນຄວ້າອຸດສາຫະກໍາ, ມັນໄດ້ມີຄວາມຕ້ອງການຄວາມຫຼາກຫຼາຍຂອງຜູ້ຄົນ

ດ້ວຍຄວາມກ້າວຫນ້າດ້ານເຕັກໂນໂລຢີຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງເຊັ່ນ: ປະສິດທິພາບດ້ານພະລັງງານແລະເຄື່ອງເຮັດຄວາມຮ້ອນຂອງເຄື່ອງເຮັດຄວາມຮ້ອນ, ແລະສະຖານະການການສະຫມັກຂອງພວກເຂົາກໍ່ຈະປ່ຽນມາຈາກ "Nicihe" ກັບ "Mass". ໃນອະນາຄົດ, ພວກເຮົາອາດຈະໄດ້ເຫັນຜະລິດຕະພັນເພີ່ມເຕີມທີ່ມີຄວາມສາມາດໃນການຄວບຄຸມທີ່ມີຄວາມເຢັນ.