多电流量子热电系统中的能量合作

发布时间：2022-06-03 19:43

　　纳米尺度的热电现象因其与基础物理、材料科学和可再生能源的关系而引起了广泛的研究兴趣。了解和利用纳米尺度下的热电传输可能会导致各种应用,包括热和能量探测器、热整流器、制冷机和能量转换。提高热电器件的能量利用率是热电研究的主要挑战之一。在本篇论文中,我们研究了具有多输出电流单输入热流的量子热电系统的能量效率和输出功率。系统通过一个端口（多个端口）连接到热库（冷库）。在这种结构中,有多种热电效应共存于同一系统中。利用Landauer-Buttiker公式,我们证明了在三端热电系统中,两种热电效应的协同作用可以显著提高热机的性能。这种改进也发生在具有三个输出电流的四端热电热机中。多终端热电系统中的协同效应可以大大扩大物理参数范围,实现高效节能和高功率输出。在制冷方面,我们发现利用多端口热电系统中的协同效应也可以大大提高能量效率。所有这些结果都揭示了,热电合作效应是实现多端口介观系统的高性能热电能转换的一种有效的方法。 

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 量子热机
        1.1.1 热电历史回顾
        1.1.2 量子热机理论描述
    1.2 热力学基本概念
        1.2.1 不可逆热力学和Onsager-de Groot-Callen模型
        1.2.2 熵流和热流
        1.2.3 热电系数
        1.2.4 每个载流子的熵
        1.2.5 动力学系数和输运参数
    1.3 本文研究内容和章节安排
    本章参考文献
第二章 热电能量转换器、制冷、制热
    2.1 热电能量转换装置简介
    2.2 纳米热机和制冷机的实验进展
        2.2.1 量子点热机
        2.2.2 Peltier制冷方面的实验进展
    本章参考文献
第三章 量子三端热机中的线性响应热电输运
    3.1 小引
    3.2 三端口量子热机模型
    3.3 线性输运方程
    本章参考文献
第四章 热电合作效应的几何解释
    4.1 合作效应的几何解释
    4.2 两种热电效应
    4.3 效率和功率与物理参数的函数关系
    4.4 三端装置和电阻电路
    本章参考文献
第五章 三端口量子制冷机的合作效应
    5.1 引言
    5.2 制冷机中的合作效应
    5.3 合作效应对制冷机性能的提升
    本章参考文献
第六章 四端口量子热机的最佳效率和功率
    6.1 四端口量子热机模型
    6.2 四端口量子热机的线性输运方程
    6.3 四端口量子热机的性能分析
    6.4 四端口量子热机和电阻电路
    本章参考文献
第七章 结论和展望
攻读硕士学位期间公开发表的论文及科研成果
致谢



本文编号：3653365