碲化铋基热电器件的有限元模拟与设计组装

来源期刊：材料导报2019年第20期

论文作者：王杨 张忻 刘洪亮 王阳仲 张久兴

文章页码：3367 - 3371

关键词：有限元模拟;热电器件;碲化铋基热电材料;制冷系数;

摘    要：利用ANSYS软件构建碲化铋基多热电对的仿真模型,研究了不同热电对数量对热电器件性能的影响及应力分布,建立可实现的器件模型。模拟结果表明,热电器件的应力主要分布在各个材料的接触面上。在热电器件冷端面、热端面温差恒定为50℃、输入电流为9 A时,热电器件的制冷系数取得最大值,为0. 24;输入电流为10 A时,取得最大制冷量1. 33 W。对器件的制备工艺进行改进,成功制备出七对热电对构成的平面型热电器件。在重新构建的ANSYS模型中引入接触电阻,显著降低了制冷系数,当设定温差为10℃、冷端面温度为20℃时,制冷系数为0. 03。这也为后续热电器件的制备提供了理论指导。