[發明專利]制備熱電元器件的方法及熱電元器件

在審

• 申請號: 201310549191.2
• 申請日: 2013-11-07
• 公開（公告）號: CN104638101A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 黃向陽;陳立東;李小亞;唐云山;夏緒貴
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所;康寧股份有限公司
• 主分類號: H01L35/34
• 分類號: H01L35/34;H01L35/16
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 項丹

1.一種制備熱電元器件的方法，該方法包括：

(a)提供大量的熱電材料片或者熱電元件片，每片具有至少一個預定的形狀；

(b)將多個熱電材料片或者熱電元件片排列成一個預定的組合，并將所述多個熱電材料片或者熱電元件片連接以形成一個熱電材料段或者熱電元件段；

(c)重復步驟(b)以產生大量的段；以及

(d)將所述大量的段連接在一起以產生一個用于熱電元器件的預定的構型。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括通過對可燒結的粉末進行燒結工藝以使得各個熱電材料片或者熱電元件片呈現所述形狀來形成各個熱電材料片或者熱電元件片。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述燒結工藝包括將可燒結的粉末置于構造為所述形狀的模具中，并對可燒結的粉末進行加壓、保溫和通電流來制備大量的熱電材料片或者熱電元件片。

4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述可燒結的粉末包括至少以下一種：(i)一種熱電成分;(ii)Bi₂Te₃;(iii)PbTe;(iv)方鈷礦;(v)Yb_0.3CO₄Sb₁₂方鈷礦;(vi)硅化物熱電材料;(vii)Half-Heusler熱電材料;(viii)(GeTe)_0.85(AgSbTe₂)_0.15(TAGS)熱電材料;(ix)氧化物熱電材料;(x)津特爾熱電材料;和(xi)籠狀化合物熱電材料。

5.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述燒結工藝選自：壓力燒結、放電等離子燒結和熱壓燒結。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預定的構型包括至少以下一種：圓柱體、中空圓柱體、棱柱體、中空棱柱體、三角柱、中空三角柱、平行六面體柱、中空平行六面體柱、五角棱柱、中空五角棱柱、六方柱、中空六方柱、八方柱和中空八方柱。

7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，連接多個熱電材料片或者熱電元件片以形成一個段的步驟包括在相鄰的片的嚙合面之間放置一種導熱導電的材料并固化該材料以將相鄰的片嚴密地連接在一起。

8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，將所述大量的段連接在一起的步驟包括將所述大量的段堆疊在一起，并在相鄰的段之間插入分隔體以將所述熱電材料或者熱電元件形成為預定的構型。

9.如權利要求8所述的所述，其特征在于，所述相鄰的段由各自的大量的熱電材料片或者熱電元件片形成，而這些各自的大量的熱電材料片或者熱電元件片中的材料是由含有n-摻雜劑和p-摻雜劑的不同的半導體構成的。

10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預定的構型是中空結構，其內表面由各個段和片的表面的各自部分的第一聚集體限定，其外表面由各個段和片的表面的各自部分的第二聚集體限定。

11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，該方法還包括：

將一種導電電極材料施加在所述中空結構的內表面的至少一部分上；以及

將一種導電電極材料施加在所述中空結構的外表面的至少一部分上。

12.如權利要求10所述方法，其特征在于，位于所述中空結構的內表面上的導電電極材料是熱端和冷端中的一個，而位于所述中空結構的外表面上的導電電極材料是熱端和冷端中的另一個。

13.一種熱電元器件，它包括：

大量的熱電材料片或者熱電元件片，每一片具有至少一個預定的形狀；

多個段，每一段包含各自的大量的熱電材料片或者熱電元件片，多個熱電材料片或者熱電元件片排列成一個預定的組合并連接在一起，其中，所述多個段連接在一起以產生用于熱電元器件的預定的構型。

14.如權利要求13所述的熱電元件，其特征在于，所述預定的構型包括至少以下一種：圓柱體、中空圓柱體、棱柱體、中空棱柱體、三角柱、中空三角柱、平行六面體柱、中空平行六面體柱、五角棱柱、中空五角棱柱、六方柱、中空六方柱、八方柱和中空八方柱。