温差为什么能发电

温差也能够发电？这确是一个有趣的问题。

早在100多年前，德国物理学家塞贝克曾将两种不同的金属导线接在一起，用火烧它们的接点时，发现另外两端.之间会出现电位差，这个电位差称为温差电势。温差电势的大小，同被加热的接点（热端）和没有加热的冷端的温度差成正比，而且跟导体本身的材料也有关。

为什么会产生温差电势呢？

因为金属中有许多自由电子，金属传电就是靠这些自由电子的流动。把金属的一端加热，热端的电子就变得很活跃，一些自由电子从热端会移到冷端。这样热端失去了一些电子就带了正电，冷端得到一些电子就带了负电，热端与冷端之间也就出现了电位差。两种不同的金属在同样的温差下，热端与冷端间的电位差也是不同的。不过用不同的金属所制成的温差电偶，效应较小，不能派什么用场。近来人们用半导体材料代替纯金属制成温差电偶，效果提高百倍。

为什么半导体热电偶产生的温差电势高呢？我们知道半导体有两种类型：一种叫n型的，它里面有自由电子；另一种叫P型的，它里面有空穴，空穴就是缺少一个电子的原子。本来原子是中性（不带电）的，因为原子核中有带正电的质子，原子核周围有带负电的电子，它们的数目和带电的多少恰好相等，正负相抵就中和了。假如原子缺少一个电子，负电就少了，正负电不再相等，这时候就带正电。所以空穴是带正电的。给纯半导体材料掺上一点不同的杂质，可以让它变成n型或P型的。用P型和n型半导体组成温差电偶，当半导体的两端温度不同时，n型半导体的自由电子就从热端向冷端移动，造成冷端带负电而热端带正电，产生一个从热端向冷端的电位差；P型半导体的空穴，却造成冷端带正电.而热端带负电，产生一个从冷端向热端的电值差。因而P型与n型半导体的冷端间的温差电势恰是这两个电位差的和。而且，半导体的自由电子或空穴数目是随温度增加的。热端的自由电子或空穴数目比冷端多得多，它们在热端非常拥挤，这也使它们挤向冷端，造成从热端移到冷端的自由电子或空穴数目，比金属中移动的自由电子多得多。所以半导体热电偶温差电势比纯金属的高得多。

这种温差发电效应得到了广泛的应用。利用热电偶（金属的）的高温计早已闻名。半导体热电偶也可用来测量温度。