I. Principio del dispositivo de refrigeración termoeléctrico de semiconductores

Los dispositivos de refrigeración termoeléctrico de semiconductores están compuestos por semiconductores tipo P y tipo N, conectados entre sí por un nodo P-N. Cuando una corriente eléctrica pasa por estos dispositivos, el efecto termoeléctrico en el nodo P-N induce que las portadoras de carga en el material semiconductor sean impulsadas, transmitiendo calor de un lado a otro. Este efecto termoeléctrico se denomina "Efecto Seebeck".

El Efecto Seebeck es uno de los efectos termoeléctricos de la materia, que refiere a la relación entre la diferencia de potencial eléctrico y la diferencia de temperatura. Cuando dos conductores a diferentes temperaturas se conectan, los electrones se moverán entre ellos, generando una diferencia de potencial eléctrico, que es el principio básico del Efecto Seebeck.

Los dispositivos de refrigeración termoeléctrico de semicon

El principio de generación de energía de TEG se basa en la "Teoría de Niveles de Energía de Electrones en Forma de Sierra", que utiliza el efecto termoeléctrico de materiales semiconductores (como Bi2Te3, PbTe, etc.) para generar electricidad. Las tecnologías tradicionales de conversión de energía térmica utilizan generalmente refrigerantes líquidos para controlar la diferencia de temperatura entre los extremos frío y caliente, pero debido a su elevado costo y baja seguridad, su desarrollo se ha visto limitado. En comparación, las láminas de generación de energía TEG no requieren procesos de conversión de energía similares a los de las fuentes de energía tradicionales, sino que pueden convertir directamente energía térmica en electricidad, por lo que tienen una mayor eficiencia de conversión, estabilidad y seguridad, siendo una energía más sostenible y ecológica.

Con el continuo avance tecnológico, la demanda de láminas de generación de energía TEG en el mercado es cada vez mayor, y el tamaño del mercado también se está expandiendo continuamente. En 2017, el tamaño del mercado mundial de láminas de generación de energía TEG fue de 119 millones de dólares estadounidenses, y se espera que alcance los 195 millones de dólares estadounidenses en 2023, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 8.7%.

El desarrollo del mercado interno también es muy rápido. Actualmente, el campo de aplicación de las fuentes de energía TEG en China se concentra principalmente en sectores como la aeronáutica, el militar, la construcción naval, etc. Con el continuo mejoramiento de la tecnología, las perspectivas de desarrollo del mercado interno también son muy buenas. Por ejemplo, el uso del sistema de navegación por satélite Beidou de China requiere un suministro estable de energía para los satélites. Las características de confiabilidad, estabilidad y larga vida útil de las fuentes de energía TEG las convierten en la solución principal para la alimentación de satélites. Al mismo tiempo, algunos productos que integran TEG, como neveras portátiles para vehículos y auriculares, también están comenzando a ingresar gradualmente al mercado de consumo, con un enorme potencial de desarrollo.

Como una fuente de energía emergente, la tecnología de generación de energía TEG tiene aún un gran espacio y potencial de desarrollo. Por un lado, sus áreas de aplicación deben seguir siendo exploradas continuamente. Por ejemplo, puede combinarse con paneles solares para lograr una conversión de energía aún más eficiente, o puede integrarse con tecnologías de ahorro de energía para aprovechar el calor residual y satisfacer las necesidades de producción y consumo. Por otro lado, la eficiencia de conversión de las fuentes de energía TEG debe seguir mejorándose. Actualmente, la eficiencia de conversión de los materiales tradicionales es de solo alrededor del 5%. Si se pudieran desarrollar mejores materiales, sin duda contribuirían a mejorar la eficiencia de conversión de la generación de energía TEG.

En resumen, con el creciente reconocimiento de la protección del medio ambiente y las energías limpias, la tecnología de generación de energía por diferencia de temperatura TEG se convertirá en una dirección de desarrollo popular en el futuro en el campo de las nuevas fuentes de energía. Los campos de aplicación específicos del mercado de TEG aún deben ser desarrollados y perfeccionados gradualmente en el proceso de desarrollo continuo. Con la continua expansión de la demanda del mercado, las perspectivas de desarrollo del mercado de TEG en el futuro son muy positivas.