[發明專利]一種熱電轉換裝置結構

在審

• 申請號: 201410755263.3
• 申請日: 2014-12-11
• 公開（公告）號: CN105742475A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 葉磊
• 申請（專利權）人: 廈門蘭智科技有限公司
• 主分類號: H01L35/32
• 分類號: H01L35/32;H01L35/02
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 廖吉保

1.一種熱電轉換裝置結構，其特征在于：包括一層基本結構，該基本結構包括絕緣導熱介質、連接導體及至少一電臂；電臂位于絕緣導熱介質之間，其中一側絕緣導熱介質作為絕緣熱源介質，絕緣熱源介質與熱源形成熱連接，另一側絕緣導熱介質作為絕緣散熱介質；電臂中部整段或劃分為多段之后的所有段或者部分段沿電流方向實施故意非均勻摻雜，具備該方向相同趨勢的半導體屬性強弱單調變化的分布狀態，電臂兩端部的一小段為均勻摻雜；電臂之間通過連接導體形成電連接，連接導體與電臂兩端均勻摻雜部連接；其中一電臂的其中一均勻摻雜部與外部電路連接作為輸入端，另一電臂的其中一均勻摻雜部與外部電路連接作為輸出端。

2.一種熱電轉換裝置結構，其特征在于：由兩層或兩層以上基本結構疊合組成，每一層基本結構包括絕緣導熱介質、連接導體及至少一電臂；相鄰層與層基本結構之間通過絕緣導熱介質連接，靠近熱源的上一層基本結構與遠離熱源的下一層基本結構之間形成熱串聯，上一層基本結構的放熱功率作為下一層基本結構的部分或主要熱功率來源；設置在其中一外端基本結構外層的絕緣導熱介質作為絕緣熱源介質，絕緣熱源介質與熱源形成熱連接，設置在另一外端基本結構外層的絕緣導熱介質作為絕緣散熱介質；每一層基本結構的電臂位于絕緣導熱介質之間，電臂中部整段或劃分為多段之后的所有段或部分段沿電流方向實施故意非均勻摻雜，具備該方向相同趨勢的半導體屬性強弱單調變化的分布狀態，電臂兩端為均勻摻雜；同一層基本結構的電臂之間通過連接導體形成電連接，連接導體與電臂兩端均勻摻雜部連接；不同層基本結構的電臂之間形成電連接；其中一電臂的其中一均勻摻雜部與外部電路連接作為輸入端，另一電臂的其中一均勻摻雜部與外部電路連接作為輸出端。

3.一種熱電轉換裝置結構，其特征在于：由兩組熱電轉換裝置結構單元組成，其中一組熱電轉換裝置結構單元的最外端作為絕緣散熱介質的絕緣導熱介質，與另一組熱電轉換裝置結構單元的最外端作為絕緣散熱介質的絕緣導熱介質形成熱連接，且兩組熱電轉換裝置結構單元的電臂形成電連接；其中一組熱電轉換裝置結構單元的其中一電臂的其中一均勻摻雜部與外部電路連接作為輸入端，另一組熱電轉換裝置結構單元的其中一電臂的其中一均勻摻雜部與外部電路連接作為輸出端；

每一組熱電轉換裝置結構單元由兩層或兩層以上基本結構疊合組成，每一層基本結構包括絕緣導熱介質、連接導體及至少一電臂；相鄰層與層基本結構之間通過絕緣導熱介質連接，，靠近熱源的上一層基本結構與遠離熱源的下一層基本結構之間形成熱串聯，上一層基本結構的放熱功率作為下一層基本結構的部分或主要熱功率來源；設置在其中一外端基本結構外層的絕緣導熱介質作為絕緣熱源介質，絕緣熱源介質與熱源形成熱連接，設置在另一外端基本結構外層的絕緣導熱介質作為絕緣散熱介質；每一層基本結構的電臂位于絕緣導熱介質之間，電臂中部整段或劃分為多段之后的所有段或部分段沿電流方向實施故意非均勻摻雜，具備該方向相同趨勢的半導體屬性強弱單調變化的分布狀態，電臂兩端為均勻摻雜；同一層基本結構的電臂之間通過連接導體形成電連接，連接導體與電臂兩端均勻摻雜部連接；不同層基本結構的電臂之間形成電連接。

4.如權利要求1至3任一項所述的一種熱電轉換裝置結構，其特征在于：絕緣熱源介質設置為平整表面，或為鋸齒狀表面，或為梳狀表面，或為凹凸粗糙表面；絕緣導熱介質為硬質或軟質絕緣導熱介質。

5.如權利要求1至3任一項所述的一種熱電轉換裝置結構，其特征在于：連接導體設置在絕緣導熱介質表面，或者部分嵌入絕緣導熱介質中，或者全部嵌入絕緣導熱介質中。

6.如權利要求1至3任一項所述的一種熱電轉換裝置結構，其特征在于：前后分別連接兩個不同電臂的連接導體，如果電流矢量方向是從P→導體→N，或從P+→導體→P-，或從N-→導體→N+，則全部或至少部分該類型導體與該層基本結構的散熱絕緣介質相連，實現熱連接；如果電勢矢量是從N→導體→P，或從P-→導體→P+，或從N+→導體→N-，則全部或部分該類型導體與該層基本結構的熱源絕緣介質相連，實現熱連接。

7.如權利要求1至3任一項所述的一種熱電轉換裝置結構，其特征在于：連接導體為金屬，或石墨烯、碳納米材料。

8.如權利要求1至3任一項所述的一種熱電轉換裝置結構，其特征在于：電臂與連接導體的連接為平整表面接觸，或者為鋸齒狀表面接觸，或者為梳狀表面接觸，或者為凹凸粗糙表面接觸。