13、能源收集与通货膨胀率预测：技术原理与应用前景

能源收集与通货膨胀率预测：技术原理与应用前景

能源收集技术概述

能源收集技术为低能耗设备提供了获取能量的新途径，常见的能源收集方式包括太阳能电池、热电元件和电磁能量收集。

太阳能电池

太阳能电池由多个 P - N 结组成，基于光伏效应工作。当光线照射时，能量大于材料能带隙的光子被材料吸收，产生电子 - 空穴对。这些载流子在结区电场的作用下分离，形成与太阳光照射率对应的电流。

太阳能电池的性能可以用电流 - 电压曲线来表示。增加光照强度会提高短路电流，对开路电压影响较小。大多数太阳能电池的最大功率点通常在开路电压的 70% - 80% 之间。太阳能电池可以串联或并联连接，串联可获得更高电压，但单个电池被遮挡会降低整个电池串的效率；并联则电压较低，适合为当前的电子设备供电，且遮挡仅影响单个电池。常见的太阳能电池类型包括非晶硅基、晶体基以及近年来出现的染料敏化太阳能电池（DSSC），后者具有可弯曲、能制成不同形状和尺寸的特点。

热电元件

热电元件可用于收集周围的热能。当在热电装置的两端施加温度差时，会通过塞贝克效应产生电压。热探测器的基本单元是热电偶，它由 N 型材料和 P 型材料电连接而成。当材料两端存在温度差时，热量从高温端向低温端传递，同时，热能使自由电子和空穴移动，形成电势差，若形成闭合回路则会产生电流。传统用于发电的热收集器通常采用 P 型和 N 型掺杂的碲化铋，每开尔文的冷热端温差可产生约 0.2 毫伏的电压。

电磁能量收集

电磁能量收集利用磁场将机械能转化为电能。连接在振动质量上的线圈在固定磁铁产生的磁场中运动，根据法拉第定律，线圈中会产生感应电压。感应电压通常