专利名称：半导体阴阳电池的制作方法
半导体阴阳电池，也是电池家庭的成员，是燃料电池的一种，它的燃料不是装在电池内部，而是装在电池的外部，按照我们的需要，只要源源不断地给其外部的炉堂里添加燃料，它便源源不断地产生电流。实际上半导体阴阳电池是将燃烧所产生的光、热能直接变成电能的电池。
因燃烧热加热金属或碳能够放出热电子，而加热半导体时其电阻率大大降低，并且温度每升高1℃其电阻率便下降到原来的一半左右，然而这种变化并不是偶然的，这是由它们各自的内部结构所决定的，其一，由于金属的核外有少量的电子，所以加热时就容易放出热电子。其二，由于半导体核外(原子或原子团)的电子处于半饱和状态，因而加热时这些电子开始强烈的运动，所以遇到金属所放出的热电子，它们这时既想得到，而又没有能力容纳(温度没达到容纳的程度)它们便把热电子依靠自身的引力吸引过来，从而又把热电子从一个原子团或原子传递到另一个原子或原子团，就这样一传十、十传百的把热电子传送到外电路。从本人目前的点滴体会来看，单质半导体的传送电子能力，比化合物半导体的传送能力大，并且单质半导体通过化合物的半导体而发挥更好的作用，而且这时它们又巧妙的结合成一个面接触二极管，而二极管又具有单向导电性，本发明就是利用这种特征，而设计出来的一种利用金属(例如Fe或C)做正极，利用氧化铜或四氧化三铁(CuO或Fe3O4)做电解质，利用硅(Si)做负极的一种由燃烧所产生的光和热直接转变成电能的电池，由于它是利用半导体的特殊性质做成的燃料电池，所以我便把它叫做半导体阴阳电池。
发明半导体阴阳电池的目的发明一种能把热能直接转变为电能的电源设备——半导体阴阳电池。
半导体阴阳电池的结构由电解质、正极板、负极板、正极、正极引出线、负极、负极引出线、燃料、燃料炉等几部分组成。
电解质用氧化铜(CuO)或四氧化铁(Fe3O4)等材。
正极板用铜(Cu)或铁(Fe)或炭(C)材等均可。
负极板用互业硅(含硅量最好在75％以上)(Si)材料。
正极引出线、负极引出线均可用铜(Cu)、铁(Fe)、(C)碳材等板材或棒材制做。
燃料用煤或油燃炉用特制的或普通的燃煤燃油炉，不管用怎样的燃烧炉，只要能使我们的阴阳电池体温度能达到800℃-1000℃，并且能保持在这一温度即可。
用下面两种方法制做其一、如果把负极硅(Si)(阴极)做成一个容器，那么便把这个容器接通负极引出线，容器内放入粉沫状氧化铜(CuO)或四氧化三铁(Fe3O4)粉沫，中间放上正极板(阳极)接通正极引出线，并且将粉沫倒实便可。(容器的大小可以根据实际情况来定)其二、把正负板都做成片，这时可以把电解质(CuO或Fe3O4)用机械的方式或用水玻璃做粘合剂做成片，按照正极板——电解质——负极板的联结方式联结。或用石棉板做成空心环，把空心环放在正极板与负极板中间空心环内放入电解质粉沫，用引出线分别接通两极，然后用事先做好的金属夹具把其固定便可。(具体的几何尺寸根据实际情况来定)。
然而，我们不管用那种方法制做，应遵守这样一个原则，即电流的大小与两极板电解质接触的面积成正比；电压的高低与两极间距离成正比，另外还同它们所用的材料有关，例如铁(Fe)在加热时温度越高，电阻率越大，铜(Cu)的电阻率几乎不受温度的影响。而碳(C)却温度越高，电阻率越小。
用上面两种方法所制所的那么一套装置，我们都把它叫做一个燃电节(即阴阳电池节)，然而一般情况下单个的燃电节是不能投入使用的，一般等电动势达到6V时放可投入使用，这就要用我们的串并联的方法，使其电动势达到6V，电流达到我们的需要，然后，把它们固定起来，再放入炉内加热到800℃-1000℃方可使用。
上面两种方法不同的是第一种电动势的大小和其所用的负极(硅Si)容器的容积大小有关，由于容器的大小不等，所以电动势的大小就不等；第二种电动势的大小一般为200mv左右，(即当温度达到800℃-1000℃时电压值基本恒定)所以这时其电池组的电动势可用ε总＝nε(ε表示一个燃节的电动势)公式计算另外电压的高低与温度有关，温度越高，电压越大。温度达到800℃-1000℃时基本恒定，这时电流还可以随温度的增高而加大。
一般情况下电流电压还与电池本身的内电阻有关，当温度升高时，内电阻降低，其电流电压便随着电阻的降低而增大。
当然还和其所用材料有关(上面已谈到)材料不同内电阻降低的程度就不可能相同，所产生的电流、电压增加的程度就不可能相同。
注意1、加热温度不能大于1000℃否则损坏电源。
2、使用的燃料最好是能够完全燃烧的。
3、所使用的电源正极板以极引出线最好用铜材或碳材(Cu或c)因为铜的电阻率几乎不受温度的影响，碳的电阻率随温度的升高而变小4、目前要进行提高原材料的质量，以及原材料的更新换代还要从各技术数距的定量分析与探讨来提高发电效率。
半导体阴阳电池的互作原理阴极当加热矿石硅时，因为硅的核外有四个电子，加热时使开始强烈的运动，使由把电解质传递过来的电子(-e)进行加速向外电路传递，因此外电路使表现出负电性-e-→Si。
电解质当加热氧化铜时(1)由于氧化铜是一种半导体(温度每升高1℃电阻率便降到原来的一半左右)加热时电阻率降低，(2)氧化铜(cuo)又与矿石硅(si)形成一个二级管具有单向导电性，(3)氧化铜本身就具有将热电子传放到外电路的能力，这样就给正负级电子的分离，带来了条件-e→CuO
阳极、当加热金属或碳时，有炽热电子(-e)放出，所以放出的热电子通过电解质(CuO或Fe3O4)向阴极转移因此外电路便表现出正电性。
即Fe→-e该电池具有优点(1)由于都是几种普通材料，所以价格低，(2)由于无机械振动，所以降低操音，(3)因为由燃烧能直接转变成电能，所以可以带替我们传统的内燃机，(4)能大大节省远距离送电的人力物力。
如果把半导体阴阳电池做成定型的，具有额定输出功率的。例如6v、12v、24v……的系例成套产品，那就给我们的日常生活，给我们的生产互具带来极大的方便。所以半导体阴阳电池大有发展前途。
权利要求
1.半导体阴阳电池是把燃烧的化学能所产生的热能直接转变成电能的一种燃料电池、它和现有技术的热电偶一样都是通过加热以后而产生直流电的电源设备。而热电偶是由双金属片构成，它是利用双金属片的受热温差来产生电流的。使用本发明的技术特征是利用半导体材料、金属或碳材料、金属氧化物等以及氧化剂、还原剂等利用它们的受热后电阻率变化的不同以极金属受热后的放出热电子的原理而开创、发明的和新型的由热能转变成电能的方法。使用本发明的技术特征是利用半导体材料、金属或碳材料、金属氧化物等材料，利用它们受热后电阻率变化的不同，以及金属受热后放出热电子的原理，分别用半质半导体做负极，化合物半导体(或金属氧化物)做电解质，用金属或碳做正极，再加上氧化剂与还原剂等所组成的一套，通过加热便能够产生电流的一种系统方法。
2.由1所提特征部分，利用这些特征，把这些材料分别做成有一定几体形状的片状(或复合组装体)，再把它们正极——电解质——负极的方式组合起来，也就是一个燃电节，再把它们一节节串并联组合，再利用碳或金属所做的引出线，再利用燃烧热，便可以得到连续不断的直流电，这便得出利用1的方法所制做的新产品特征。
3.由1、2的特征，所使用的材料具体到利用单质硅(75％工业硅)做负极，氧化铜做电解质，利用碳材做正极，氯化钡与硼砂分别做氧化剂与还原剂构成具体的技术特征。
4.由1、2、3所提到的特征用(3)所提材料预先做成有一定几体形状的片，把这些片按照硅—氧化铜—碳的连续方式连结，再按串并联的方式连结构成本发明具体的技术特征。
5.由1、2、3、4所提到的特征，利用这些特征，用特定的加热方式进行加热，得到我们所需要的电流源，也构成本发明的技术特征。
全文摘要
半导体阳阴电池是由燃烧能直接转变成电能的一种燃烧电池。目前需要解决原材料的抗氧化性降低各个原件的热电阻，以及各元件数据的定量分析与探讨，来提高其发电效率的技术问题。它主要是利用半导体特殊性质和金属受热能放出热电子的特性，从而组装成的那么一套组合设备。它的发明和利用可以代替我们传统的发电设备。也可以代替我们目前车辆上所用的内燃机，所以说它是一种比较理想的电源电力设备。
文档编号H01M4/02GK1150702SQ9510030
公开日1997年5月28日 申请日期1995年1月3日 优先权日1995年1月3日
发明者朱春虎 申请人:朱春虎