[發明專利]一種氧化物熱電發電模塊及其釬焊方法

有效

• 申請號: 201611184108.6
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106784282B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 范艷婷;蘇文斌;晏一珺;馬瑞廷;季洪祥;孔德泉;王春雷;王洪超
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H01L35/32
• 分類號: H01L35/32;H01L35/34
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種氧化物熱電發電模塊及其釬焊方法，包括至少一個氧化物熱電模塊，所述氧化物熱電模塊包括兩個上下布設的氧化物導熱板，兩個氧化物導熱板之間設置有N型及P型熱電發電組件，所述熱電發電模塊與氧化物導熱板通過釬焊方式固定連接。以銀漿為釬料，將連接處整體焊接起來，實現了熱電氧化物π型模塊構建，同時將導線?熱電陶瓷或是銀漿?熱電陶瓷的連接方式改進為銀漿?金屬絲網?熱電陶瓷的方式，大大增強了π型模塊的連接穩定性、抗壓能力以及抗應力能力，提高了實用價值。

技術領域

本發明涉及一種氧化物熱電發電模塊及其釬焊方法。

背景技術

熱電材料是一類可以將熱能直接轉換為電能的材料，通過熱電材料的seebeck效應，可以將材料兩端的溫度差轉變為電勢差，目前，基于seebeck效應的熱電發電已成為熱電材料的一種重要應用。

熱電發電模塊是熱電發電的基本單元，熱電發電模塊是由發電組件、電極及導熱板等部件構成。

氧化物熱電材料是近些年來熱電材料研究領域的熱點，氧化物材料具有成本低、不氧化、不含重金屬元素的特點，符合當前環境友好型材料發展的趨勢，因此，基于當前氧化物陶瓷熱電材料的研究進展，探索氧化物陶瓷材料的熱電發電模塊是非常有必要的。

現有的熱電模塊，在溫度差值大的條件下多存在模塊本身連接強度不穩定，電阻大、在使用過程中會造成不可恢復性損壞的問題。

現有的熱電模塊以合金材料為基礎，在導熱板和合金熱電材料之間敷以焊料，通過升降溫過程使焊料固化，達到將合金熱電材料和導熱板連接起來的目的。合金材料本身制備溫度較低(<800℃)，使用的焊料融化溫度也低(<600℃)，不能適用于高溫和大溫差的熱電發電領域。即使在較低溫度的熱電發電領域，合金熱電材料也存在容易氧化、成本高、含有重金屬等問題。

而且，在具體使用中，因為起連接作用的焊料融化溫度低，在反復受熱的工作情況下，焊點部分軟化或融化，造成連接不良，構件松動，造成電阻變大，甚至產生斷裂等不可恢復性損壞。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提出了一種氧化物熱電發電模塊及其釬焊方法，本發明有效地解決了現有的熱電模塊連接強度不穩定，易于在使用過程中造成模塊不可恢復性損壞的問題，在減小電阻的同時保證了模塊連接強度，使其更易投入實際應用之中。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種氧化物熱電發電模塊，包括至少一個氧化物熱電模塊，所述氧化物熱電模塊包括兩個上下布設的氧化物導熱板，兩個氧化物導熱板之間設置有N型及P型熱電發電組件，所述熱電發電模塊與氧化物導熱板通過釬焊方式固定連接。

所述熱電發電模塊的氧化物導熱板上、下兩面涂抹有銀漿。

所述氧化物導熱板之間設置有金屬絲網，且金屬絲網設置在涂有銀漿的區域。

所述N型及P型熱電發電組件設置在金屬絲網的兩端。

所述氧化物可以為錳酸鈣，鈷酸鈣，鈷酸鑭，碳酸鍶，氧化鋅等氧化物材料。

一種氧化物熱電系統，包括多個上述氧化物熱電發電模塊，所述氧化物熱電發電模塊之間通過釬焊方式固定串聯。

上述氧化物熱電發電模塊的釬焊方法，包括以下步驟：

(1)將銀漿進行稀釋，涂抹于兩個氧化物導熱板上，使得兩個氧化物導熱板上銀漿涂抹區域相配合；

(2)將金屬絲網分別放置在兩個氧化物導熱板的銀漿涂抹區域，并在金屬絲網上涂抹銀漿，N型及P型熱電發電組件分別放置于銀漿涂抹區域兩端，保持一定間距；

(3)將兩個氧化物導熱板配合對應，壓實后進行高溫燒結，完成焊接。