материала. Наибольшие трудности охлаждения возникают в интервале 200 ... 150 К и ниже. Однако согласно теории [11] максимум Z можно сдвигать в сторону низких температур понижая концентрацию носителей тока. При этом каждой температуре соответствует оптимальная концентрация носителей о, а следовательно, и оптимальные значения е, сг й х.

Так как о~Г^ [И], то для получения максимального Z при температуре, например, 150 К оптимальная концентрация носителей должна быть примерно в 3003/2/150- 2=2,8 раза меньше, чем при Зф К. Следовательно, во столько же раз должна быть уменьшена проводимость (сГП), измеренная при 300 К (концентрация носителей до наступления собственной проводимости не изменяется). Отсюда определяются возможные

ВтДем-К)

г- б,

25 -

- 3500

г 5000

L 2500

В/К 250 \- 2000

200 - 1500

- 1000

1-500

300 1К

Рис. 6. Температурные зависимости параметров материала р-типа при различных начальных (при 300 К) проводимостях ар.

минимальные величины проводимости при 300 К (азоо). Для материалов р- и я-типов эти значения примерно равны 500 и 400 См/см соответственно. При исследовании возможностей материалов подбирались различные начальные значения а (азоо) через каждые 100 См/см от 1200 до 600 См/см (/7-типа) и' от 1100 до 500 См/см (п-типа). Усредненные результаты измерений термоэлектрических параметров (по методике § 1.1) приведены на рис. 5, 6, 7.

Кривые рис. 5 показывают ход изменения Z материалов обоих типов проводимости в диапазоне температур 150 ... 320 1. На рис. 6 и 7 приведены температурные зависимости е, о vl % образцов с различной концентрацией носителей (штриховые кривые). Огибающая

Зт/(см-к} 20

15 10

2500

-е„10,\ 2000 в/к

- 1500

- 1000

- 500

300 1К

Рис. 7. Температурные зависимости параметров материала /г-типа при различных начальных (при 300 К) проводимостях Оп.

наибольших значений Z для каждой из температур (сплошные кривые рис. 5) и соответствуюихие ей величины е, G иус (сплошные кривые рис. 6 и 7) показывают возможности увеличения Z в диапазоне температур 150 ... 300 К регулированием концентрации носителей тока. С их помощ.ью определяются начальные (при 300 К) значения зоо, зоо и усзоо материалов, обладающих максимальной эффективностью при любой температуре диапазона 150 ... 330 К.

В табл. 2 суммированы полученные данные оптимизации начальных параметров для возможных интервг-

100 150 200 250 500 1К

Рис. 8. Температурный ход термо-э. д. с. е и электрической проводимости а материала Bio.ssSbo.os-

лов рабочих температур отдельных каскадов. В таблице приведены также параметры сплава п-типа BiSb как наиболее эффективного при температурах ниже 200 К (рис. 5,8).

Различия параметров ветвей термоэлементов в смежных интервалах температуры сравнимы с их разбросом и воспроизводимостью при выращивании. Поэтому для соседних каскадов ветви термоэлементов (для получения наибольших Z) можно подбирать из образцов одного состава. Следовательно, практически достаточно получать материал для большего диапазона температур и выбирать ветви термоэлементов для смежных каскадов 26