Криогенный термоэлектрический модуль для рабочего интервала температур ниже 90 K

Рассмотрена возможность создания термоэлектрических охладителей для рабочих температур ниже 90 K. Для этих температур невозможно использовать стандартную схему термоэлемента, состоящего из двух полупроводниковых ветвей $n$- и $p$-типа проводимости, соединенных в последовательную электрическую цепь. В области криогенных температур есть единственный эффективный термоэлектрический материал $n$-типа проводимости на основе твердых растворов Bi–Sb. Для этого случая исследованы термоэлементы с термоэлектрической $n$-ветвью и пассивной ветвью на основе высокотемпературного сверхпроводника. Предложена конструкция термоэлектрического охладителя (модуля), состоящего из термоэлектрических $n$-ветвей (экструдированные кристаллы Bi$_{0.91}$Sb$_{0.09}$) и пассивных ветвей на основе высокотемпературного сверхпроводника (пленка YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-x}$). Для увеличения термоэлектрической добротности модуля $ZT$ использовано магнитное поле. Для криогенного модуля при температуре горячих спаев $T_{h}$ = 80 K, потребляемом токе $I$ = 6.4 А и напряжении $U$ = 0.10 В получены максимальный перепад температур между горячими и холодными спаями $\Delta T>$ 13.5 K и максимальная холодопроизводительность $Q_{c}>$ 0.36 Вт.