[發明專利]熱電轉換裝置及選擇性吸收膜

有效

• 申請號: 201310013868.0
• 申請日: 2013-01-15
• 公開（公告）號: CN103840713A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 林俊凱;莊瑞誠;陳奕瑞;陳光耀;葉建弦;徐曉萱;林育立
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00;B32B15/04;B32B15/18;B32B15/20
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 祁建國;梁揮

技術領域

本發明是有關于一種熱電轉換裝置，且特別是有關于一種利用選擇性吸收膜作為熱端的熱電轉換裝置。

背景技術

由于能源短缺問題，再生能源技術的發展成為了重要議題。熱電轉換技術為目前一種可直接將熱能與電能進行轉換的新興再生能源技術，此熱電轉換效應是通過熱電材料內部載流子移動讓熱能與電能達到能量轉換的功效。其中，能量轉換過程不需機械動件，因此具有體積小、無噪音、無振動及具環境親和性的優點，可應用于溫差發電、廢熱回收、電子元件冷卻及空調系統等方面的應用潛力。近年來，熱電轉換技術受到各國相關研究單位高度重視并投入大量研發能量，除了材料的開發，也積極進行熱電技術應用。

在目前應用于工業上的廢熱回收方面，常見使用大型的廢熱回收方式如汽電共生(cogeneration)、熱氣回收預熱等方式。然而，仍有許多成品顯熱(sensible?heat)無法回收再利用，例如:金屬冶煉廠或金屬熱處理廠。由于高溫金屬物件的溫度均勻性及降溫速率都會影響金屬成品的品質，除此之外，產線上空間有限較不利于架設大型廢熱回收裝置。因此，即便已知連續鑄造產線上具有大量廢熱，目前仍無有效的廢熱回收方式。成品顯熱難回收不僅發生于金屬冶煉廠，于玻璃廠亦能發現相同的議題。因此，如何有效將工業上的廢熱回收重新利用亦為非常重要的課題。

發明內容

本發明提供一種熱電轉換裝置包括至少一第一選擇性吸收膜、一冷端基板、至少一熱電元件對、一第一導電基板以及一第二導電基板。第一選擇性吸收膜用以非接觸地吸收一預設限制波段的熱輻射。熱電元件對配置于第一選擇性吸收膜與冷端基板之間，熱電元件對包括一第一N型熱電元件及一第一P型熱電元件。第一導電基板配置于冷端基板與第一N型熱電元件之間。第二導電基板配置于冷端基板與第一P型熱電元件之間，其中，熱電元件對反應于第一選擇性吸收膜與冷端基板之間的溫差產生一電流進行發電。

本發明提供一種選擇性吸收膜，包括：一反射基板、一陶瓷金屬膜以及一抗反射層。陶瓷金屬膜包括一第一陶瓷金屬復合膜及一第二陶瓷金屬復合膜且該第一陶瓷金屬復合膜配置在反射基板上。第一陶瓷金屬復合膜的金屬體積分數范圍落在10%至50%之間，且第一陶瓷金屬復合膜的膜厚范圍落在50nm至250nm之間。第二陶瓷金屬復合膜配置于該第一陶瓷金屬復合膜上，第二陶瓷金屬復合膜的金屬體積分數范圍落在5%至20%之間，且第二陶瓷金屬復合膜的膜厚范圍落在50nm至250nm之間。抗反射層配置于第二陶瓷金屬復合膜上，其中，選擇性吸收膜用以非接觸地吸收一預設限制波段的熱輻射。

為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖式作詳細說明如下。

附圖說明

圖1是本發明一實施例的熱電轉換裝置的示意圖。

圖2是本發明第一實施例的選擇性吸收膜110的剖面圖。

圖3是本發明第一實施例的Ti_x/TiN_1-x固定膜厚改變金屬體積分數的反射率光譜圖。

圖4是本發明第一實施例的Ti_x/TiN_1-x固定金屬體積分數改變膜厚的反射率光譜圖。

圖5是本發明第一實施例的Ni_x/NiO_1-x固定膜厚改變金屬體積分數的反射率光譜圖。

圖6是本發明第一實施例的Ni_x/NiO_1-x固定金屬體積分數改變膜厚的反射率光譜圖。

圖7是本發明第一實施例的Cr_x/(Cr₂O₃)_1-x固定膜厚改變金屬體積分數的反射率光譜圖。

圖8是本發明第一實施例的Cr_x/(Cr₂O₃)_1-x固定金屬體積分數改變膜厚的反射率光譜圖。

圖9是本發明第一實施例的W_x/(WO₃)_1-x固定膜厚改變金屬體積分數的反射率光譜圖。

圖10是本發明第一實施例的W_x/(WO₃)_1-x固定金屬體積分數改變膜厚的反射率光譜圖。

圖11是本發明第二實施例的選擇性吸收膜110的剖面圖。