[发明专利]接触半导体电容脉冲传热装置

说明书

本发明涉及一种固态物体利用电子传热的系统。本发明以前的千百年来，人们为了获得生产和生活中所需要的热能，总是千方百计地寻找一切可燃之物。砍伐森林、焚烧秸杆、挖掘草根，结果造成水土流失、土地沙化、河流泛滥、河床淤积、生态环境遭到严重破坏。工业革命以来，煤炭开始大量应用，煤炭的开采，要到地下数百米深的矿井中挖掘，需要大量的坑木作支柱。开采化石燃料又以大量森林被砍伐作为基础。另外矿井瓦斯爆炸又经常威胁工人的生命。每年十多亿吨煤炭运输占去了铁道、公路运输量很大的比重，煤炭的储存占去了大片土地，煤炭的使用又污染了大气，造成酸雨又危害了森林、牧场、农田和建筑物。石油的开采比煤炭容易，但也要钻井上千米。油船的漏油将污染大片海面，汽车尾气的排放给城市居民带来极大的烦恼。仅仅为了取得一点点的热能，竟在短时间内，把大自然用几千万年积累的有机物付之一炬。这不是人类的光荣，而是人类的耻辱。是人们头脑中无能的表现，由于人们不能从内部矛盾中寻找发展的动力源，所以才到原子的内部，破坏物质的原子结构释放原子能；到地球的深处破坏地质结构，去寻找化石燃料，化学能源消费的结果是破坏了物质的化学结构得到了热能，暂时满足了眼前的需要。人们玄耀二十世纪的科学与技术，却掩盖了自私与无耻。由于能源无节制地消费，扰乱了大气的正常环流，改变了大气结构的化学成份，造成温室效应，物质文明所带来的环境和大气污染，使许多物种迅速绝灭，并且也危及到自身。总之人们为了获取能源是以自身的繁重劳动为代价以破坏环境为基础的能源利用方式，只把眼光盯在海上和沙漠中的石油，却看不到自己鼻子底下的能源。

本发明的目的在于提供一种半导体设备，应用电子技术传导常温物体的热量加以利用。

金属既是电的良导体，又是热的良导体。金属具有导电和导热的优良性能，主要是由于它存在着自由电子传递着能量。半导体有金属相同的一面，具有自由电子和空穴作为载流子传递能量。金属导体可制成电容器，半导体也能制成电容器，半导体电容器和金属平板电容器相似。金属间的接触电位差由金属的种类即化学性质决定，半导体间的接触电位差由半导体中掺入杂质的数量决定。

P型半导体和N型半导体的交界处是PN结，具有内电场。PN结具有单向导电性，反向具有电容。既然PN结具有单向导电性，怎样利用单向导电性实现单向导热呢？这就要利用PN结的电容，但PN结电容量较小，为了增大转换功率，可将两个PN结分别与两个半导体电容器串联，由于PN结具有电位差与它相连的两个电容器就要发生电荷转移，处于充电状态。由于没有外界电源供给能量，电流能量的来源只有从周围物体的热量转化而来。当用一电阻丝的两端与半导体电容器X的两极接通时，根据接触电原理，半导体电容器Y的两极板处在串联体的两端，仍带原来的电荷。半导体电容器X处在串联体的中间，电荷将中和，电能将在电阻丝R上转化为热能。当电阻R的两端与电容器X的两极板断开时，电容器X又恢复了原来的带电状态。把电阻R的两端与半导体电容器Y的两极板接通时，半导体电容器X的两极板处在串联体的两端，仍带原来的电荷。半导体电容器Y处在串联体的中间，电荷将中和，电能将在电阻R上转化为热能。当电阻R的两端与电容器Y的极板断开时，电容器Y又恢复原来的带电状态。总之，在电阻R与半导体电容器X和Y的不断接触与断开的过程中，电容器不断发生充电和放电作用。充电时电容器将吸收热量转化为电能，放电时将在电阻R上中和，将电能转化为热能。只要过程不断发生，结果电容器就不断地吸收热量转化为电能，在电阻R上放出热量越来越多，温度将越来越高。PN结在外电场的作用下，具有单向导电性能；在自己的内电场作用下具有单向导热性。内部矛盾是发展的动力，内电场可以引起外部的变化。

本发明是在开路导体中，应用电子开关控制半导体电容器的充、放电作用打破平衡。半导体电容器在充电时从常温物体吸收能量，放电时在电阻丝上放出能量。在发生质变的条件下，热量可以从低温物体传递到高温物体上去，也可以获得低于常温物体的温度。利用电子运动要冷就冷，要热就热，没有化学反应和核反应，所以没有烟、没有味、没有废碴、没有放射性核废料，对环境没有污染，制冷不用氟利昂，不会破坏臭氧层。常温物体的热能无论是高山还是海洋深处，到处都有，所以不用挖煤洞，不用钻油井，不用运输，不用储存，数量无穷无尽，用多少有多少，可以用到太阳熄灭为止，因为它的能量就来自太阳。从原料的方面看，产品所用的原料以硅为主，硅在地壳中的含量仅次于氧，占第二位。石头、沙子、黄土中都含有硅。原材料含量极广，产品本身是一种能量转换设备，可以将常温物体的热量转换为电能和高温热能，这样就为产品的自己发展创造了条件。