一种光致热电子与光子协同发射制冷的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光致热电子与光子协同发射制冷的方法与装置。阴极体吸收光源光子和热源热能，内部价带束缚电子跃迁至导带成为热电子。部分热电子在电压源提供的电场力作用下，携带能量发射至真空并被传导至阳极体；部分热电子通过与价带空穴的复合作用产生光子，光子携带能量离开阴极体，与碱金属蒸气碰撞产生等离子体，减弱负空间电荷效应并增强热电子发射。通过热电子与光子协同发射的方式，阴极体吸收热源的能量使其温度下降，实现制冷。本发明专利技术充分利用电子和光子两种传能工质，具有更佳的热交换特性，使得制冷装置的可使用温度更低，应用范围更广，具有良好的经济效应和社会效益。效益。效益。

【技术实现步骤摘要】
一种光致热电子与光子协同发射制冷的方法及装置


[0001]本专利技术涉及固态制冷
，特别涉及一种热电子制冷方法及装置。

技术介绍

[0002]传统蒸气压缩制冷技术通过制冷工质的循环吸、放热实现，存在一定的缺陷，即结构庞杂、成本较高昂、环境危害较大。新型的固态制冷技术采用电子作为工质，通过电子的熵变实现制冷，具有机构简单可靠、绿色环保的特点，具体包括弹热制冷、热电制冷、热磁制冷和热电子制冷等方式。由于前三种制冷方式的热端和冷端紧密连接，其制冷性能将严重受限于材料的热导率和电导率。低的热导率和高的电导率有利于产生优异的制冷效果，然而具有高热导率的材料必然为高电导率。
[0003]热电子制冷的热、冷端为真空隔绝，通过外加电场的作用将冷端的热电子发射并输运至热端，从而实现制冷。相较于无真空隔离的制冷技术，热电子制冷不受制于晶格热传导，电子在极间的运动无散射，不存在欧姆电阻，可具有较大的热、冷端温差。然而，热电子的发射性能有赖于材料表面功函数，表面功函数越小，热电子发射性能越好。传统的铯原子沉积能使电极表面功函数下降至约1.6eV，然而这尚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光致热电子与光子协同发射制冷的方法，其特征在于：阴极体(1)吸收发光源(5)的光子和热源的热能后，内部价带束缚电子跃迁至导带成为热电子；部分热电子在电压源(4)提供的电场力作用下，携带能量发射至真空并被传导至阳极体(2)；部分热电子通过与价带空穴的复合作用产生光子，光子携带能量由阴极体(1)，与碱金属蒸气(7)碰撞产生等离子体，减弱负空间电荷效应并增强热电子发射；通过热电子与光子协同发射的方式，阴极体吸收热源的能量使其温度下降，以实现制冷。2.根据权利要求1所述的一种光致热电子与光子协同发射制冷方法，其特征在于：所述的发光源(5)为激光二极管或发光二极管，由电压源(4)供电以产生光子；或为自然光源。3.根据权利要求1所述的一种光致热电子与光子协同发射制冷方法，其特征在于：所述阴极体(1)包括阴极活性层(11)、阴极导电层(12)、阴极隔绝层(13)和阴极基底(14)；所述的阴极基底(14)上设有阴极隔绝层(13)，阴极导电层(12)设置在阴极隔绝层(13)上，阴极活性层(11)设置在阴极导电层(12)上；所述的阴极活性层(11)用于降低电子发射的势垒；阴极导电层(12)用于吸收发光源(5)的光子并产生自由电子，同时实现与外部电路的连接；阴极隔绝层(13)用于阻隔阴极导电层(12)与阴极基底(14)的连接。4.根据权利要求1所述的一种光致热电子与光子协同发射制冷方法，其特征在于：所述阳极体(2)包括玻璃基底(8)、阳极(9)、阳极导电层(10)和绝缘体(3)；所述的玻璃基底(8)表面设有阳极(9)、阳极导电层(10)，其中阳极导电层(10)设置在阳极(9)的两侧，绝缘体(3)设置在阳极导电层(10)上；玻璃基底(8)用于阳极(9)薄膜层的支撑，阳极导电层(10)连接阳极(9)和外部电路；阳极(9)为透光导电材料。5.根据权利要求4所述的一种光致热电子与光子协同发射制冷方法，其特征在于：所述绝缘体(3)为绝电低导热系数材料，用于隔绝阴极体(1)和阳极体(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑光华，王关晴，陈翔翔，黄雪峰，徐江荣，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：