[發(fā)明專利]熱電發(fā)電器件及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610145846.3
• 申請日: 2016-03-15
• 公開（公告）號(hào): CN105789427A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃宇;歐陽文道;白斌;張旻澍;林建平;林文倩
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳前海華兆新能源有限公司
• 主分類號(hào): H01L35/34
• 分類號(hào): H01L35/34;H01L35/02;H01L35/10
• 代理公司: 泉州市潭思專利代理事務(wù)所(普通合伙) 35221
• 代理人: 麻艷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉一種熱電發(fā)電器件及其制備方法。

背景技術(shù)

熱電材料是一種能將熱能和電能相互轉(zhuǎn)換的功能材料，1823年發(fā)現(xiàn)的塞貝克效應(yīng)和1834年發(fā)現(xiàn)的帕爾帖效應(yīng)為熱電能量轉(zhuǎn)換器和熱電制冷的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。隨著空間探索興趣的增加、醫(yī)用物理學(xué)的進(jìn)展以及在地球難于日益增加的資源考察與探索活動(dòng)，需要開發(fā)一類能夠自身供能且無需照看的電源系統(tǒng)，熱電發(fā)電對這些應(yīng)用尤其合適。

利用自然界溫差和工業(yè)廢熱均可用于熱電發(fā)電，它能利用自然界存在的非污染能源，具有良好的綜合社會(huì)效益。另外，利用熱電材料制備的微型元件用于制備微型電源、微區(qū)冷卻、光通信激光二極管和紅外線傳感器的調(diào)溫系統(tǒng)，大大拓展了熱電材料的應(yīng)用領(lǐng)域。因此，熱電材料是一種有著廣泛應(yīng)用前景的材料，在環(huán)境污染和能源危機(jī)日益嚴(yán)重的今天，進(jìn)行新型熱電材料的研究具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和市場前景。現(xiàn)有的熱電發(fā)電器件一般在熱電片的兩側(cè)通過導(dǎo)熱膏將兩個(gè)鋁制的散熱結(jié)構(gòu)相粘結(jié)，由于散熱片一般使用銅質(zhì)材料，與鋁制的散熱結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱系數(shù)及膨脹系數(shù)不同，故，導(dǎo)致現(xiàn)有的熱電發(fā)電器件發(fā)電效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種熱電發(fā)電器件及其制備方法，可有效解決上述問題。

一種熱電發(fā)電器件的制備方法，包括以下步驟：

提供熱電片，包括相對設(shè)置的熱端和冷端、多個(gè)第一電極、多個(gè)第二電極、多個(gè)p型熱電結(jié)構(gòu)以及n型熱電結(jié)構(gòu)，所述第一電極設(shè)置于所述熱端的內(nèi)表面，所述第二電極設(shè)置于所述冷端的內(nèi)表面，所述p型熱電結(jié)構(gòu)和n型熱電結(jié)構(gòu)交替間隔排列，并通過第一電極和第二電極串聯(lián)；

通過磁控濺射工藝分別在所述熱端和所述冷端的外表面形成潤濕金屬層；

通過電鍍工藝分別在所述潤濕金屬層的外表面形成銅金屬層；

通過涂覆工藝分別在所述銅金屬層的外表面形成焊錫膏層；

分別在所述焊錫膏層的外表面設(shè)置銅質(zhì)散熱片，并通過回流焊接工藝將所述銅質(zhì)散熱片焊接在所述焊錫膏層的外表面。

一種熱電發(fā)電器件，包括：熱電片，包括相對設(shè)置的熱端和冷端、多個(gè)第一電極、多個(gè)第二電極、多個(gè)p型熱電結(jié)構(gòu)以及n型熱電結(jié)構(gòu)，所述第一電極設(shè)置于所述熱端的內(nèi)表面，所述第二電極設(shè)置于所述冷端的內(nèi)表面，所述p型熱電結(jié)構(gòu)和n型熱電結(jié)構(gòu)交替間隔排列，并通過第一電極和第二電極串聯(lián)；兩層潤濕金屬層分別設(shè)置于所述熱端和所述冷端的外表面；兩層銅金屬層分別設(shè)置于所述兩層潤濕金屬層的外表面；兩層焊錫膏層分別設(shè)置于所述兩層銅金屬層的外表面；兩個(gè)銅質(zhì)散熱片分別設(shè)置于所述兩層焊錫膏層的外表面。

優(yōu)選的，所述潤濕金屬層的厚度為10納米到500納米。

優(yōu)選的，所述潤濕金屬層的厚度為50納米到100納米。

優(yōu)選的，所述銅金屬層的厚度為1微米到100微米。

優(yōu)選的，所述銅金屬層的厚度為20微米到50微米。

優(yōu)選的，所述焊錫膏層的厚度為1微米到100微米。

優(yōu)選的，所述焊錫膏層的厚度為20微米到50微米。

優(yōu)選的，所述焊錫膏層的厚度為30微米到40微米。

本發(fā)明提供的熱電發(fā)電器件及其制備方法，通過潤濕金屬層、銅金屬層以及焊錫膏層將所述熱電片以及所述銅質(zhì)散熱片焊接在一起，由于所述熱電發(fā)電器件的材料較為均一，故，其整體具有較為均一的導(dǎo)熱系數(shù)及膨脹系數(shù)，從而可以提高所述熱電發(fā)電器件的效率。另外，通過磁控濺射工藝形成的潤濕金屬層可以與所述銅金屬層及熱電片形成良好的潤濕，故，所述銅質(zhì)散熱片不易于從所述熱電片表面脫離。另外，所述的熱電發(fā)電器件的制備方法具有工藝簡單，成本低廉等特點(diǎn)。

附圖說明

圖1為熱電發(fā)電器件的制備方法流程圖。

圖2為熱電發(fā)電器件中的熱電片的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為熱電發(fā)電器件的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。可以理解的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。

請參照圖1，本發(fā)明提供一種熱電發(fā)電器件的制備方法，包括以下步驟：

S1，提供熱電片10。

S2，通過磁控濺射工藝分別在所述熱端和所述冷端的外表面形成潤濕金屬層11。

S3，通過電鍍工藝分別在所述潤濕金屬層11的外表面形成銅金屬層12；