EA201600600A1 - THERMAL ENERGY CONVERTER OF ENVIRONMENT TO ELECTRIC ENERGY - Google Patents

Abstract

Заявляемое изобретение относится к преобразователям тепловой энергии окружающей среды в электрическую энергию и предназначено для использования в качестве автономного источника электрической энергии. Заявляемый преобразователь тепловой энергии окружающей среды в электрическую энергию содержит по меньшей мере одну базовую многослойную твердотельную разноразмерную структуру, включающую слой В, контактирующий с одной стороны со слоем А1 через слой С, а с другой стороны со слоем А2 через слой D. Слой А1, выполненный из проводящего материала, толщина которого больше величины длины волны де Бройля, а уровень Ферми расположен в зоне проводимости. Слой В выполнен из проводящего материала в виде донорно легированного полупроводника или полуметалла, толщина которого должна быть меньше величины длины волны де Бройля, а уровень Ферми расположен в зоне проводимости. Слой С представляет собой нанопленку из проводящего материала иди диэлектрика, толщина которого и состав материала позволяют организовать туннелирование электронов из слоя А1 в слой В и обратно из слоя В в слой А1 и обеспечить возможность существенного преобладания туннельного тока над током надбарьерного переноса электронов. Слой А2 выполнен из проводящего материала, толщина которого больше величины длины волны де Бройля. Слой D представляет собой нанопленку из проводящего материала или диэлектрика, толщина которого и состав материала позволяют организовать надбарьерный перенос электронов из слоя А2 в слой В и обратно из слоя В в слой А2 и обеспечить возможность существенного преобладания тока надбарьерного переноса электронов над туннельным током.The invention relates to converters of thermal energy of the environment into electrical energy and is intended for use as an autonomous source of electrical energy. The inventive converter of thermal energy of the environment into electrical energy contains at least one basic multi-layer solid-state structure of various sizes, including layer B, which is in contact with layer A1 through layer C on the one hand, and layer A1, on the other hand, with layer A2. from a conductive material whose thickness is greater than the de Broglie wavelength, and the Fermi level is located in the conduction band. Layer B is made of a conductive material in the form of a donor-doped semiconductor or semimetal, whose thickness must be less than the de Broglie wavelength, and the Fermi level is located in the conduction band. Layer C is a nanofilm of conductive material or dielectric, the thickness of which and the composition of the material make it possible to organize the tunneling of electrons from the A1 layer to the B layer and back from the B layer to the A1 layer and to ensure that the tunneling current is substantially dominant over the above-barrier electron transfer current. Layer A2 is made of a conductive material whose thickness is greater than the de Broglie wavelength. Layer D is a nanofilm of conductive material or dielectric, the thickness of which and the composition of the material make it possible to organize the over-barrier transfer of electrons from the A2 layer to the B layer and back from the B layer to the A2 layer and to ensure that the above-barrier electron transfer current substantially dominates over the tunneling current.