[發明專利]溫度調控器件及制備方法

在審

• 申請號: 201810129467.4
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108461617A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 劉瑋書;張雙猛;劉勇;鄧滿姣
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: H01L35/02
• 分類號: H01L35/02;H01L35/32;H01L35/34;A61F2/10
• 代理公司: 深圳青年人專利商標代理有限公司 44350
• 代理人: 傅俏梅

本發明提供了溫度調控器件及其制備方法，是在第一基板和第二基板上分別設置圖形化電極，然后將多個按照設計電路規則排布的N型和P型半導體熱電單元所構成的熱電陣列分別與第一、第二基板上電極連接，再將相變材料層覆設于第一基板或/和第二基板另一表面。還可進一步在相變材料層上以及熱電陣列、第一基板和第二基板的兩側包覆封裝材料。本發明通過熱電陣列與相變材料相結合，利用相變溫度點附近的相變儲熱與潛熱的釋放，緩沖調節溫度變化且通過自適應調節利用電流方向轉換實現制冷與加熱，從而實現了目標面的溫度自感觸調控，有效降低了能量消耗，可適用于各種復雜感應面的應用。

技術領域

本發明屬于人工智能技術領域，尤其涉及一種溫度調控器件及制備方法。

背景技術

隨著人工智能技術的發展，在工業、技術和數字革命這幾個層面上在不斷地改變著我們的社會。人工智能可用于模擬、延伸和擴展人的意識、思維、動作和功能，如目標物體為電子皮膚時可以模仿人類皮膚的功能，對外界信號進行感知和調控，使電子皮膚是當今國際研究的熱點問題之一，其在仿生智能機器人、人體假肢、可穿戴設備等多個領域有非常重要的應用前景。但是，人類皮膚不僅可以保護人體內部器官運行免受外界干擾，還是重要的信息獲取來源，主要包括對壓力、拉力、振動的感知的力的傳感和對熱量散失、冷、熱的溫度傳感方面。然而，目前電子皮膚的研究主要集中在力的觸覺傳感方面，并取得了顯著進展，但溫度傳感的研究相對較少。而環境溫度的變化常常會對收集刺激感應器的信號帶來額外的干擾，因此，在電子皮膚中集成相應的溫度感應器和溫控系統、模擬人類皮膚的恒溫自適應反饋調節功能，即電子皮膚實現對外界環境熱的適應性調控，集感觸、溫度傳感，自適應性調控等多功能一體化設計，將是未來電子皮膚發展的重要趨勢。

目前兼顧多功能的電子皮膚設計還不健全，亟待需要解決電子皮膚真實模擬人體皮膚多功能化設計和制備。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，首先提供了一種溫度調控器件，旨在解決目標物體兼顧感觸、溫度傳感、自適應調控等智能化特性。

本發明提供的溫度調控器件，包括：

熱電陣列，包括多個按照設計電路規則排布、用以實現自適應溫度感觸功能的N型半導體熱電單元和P型半導體熱電單元；

第一基板，其中一表面具有與各所述N型半導體熱電單元和所述P型半導體熱電單元對應的第一電極，所述第一電極與各所述N型半導體熱電單元和所述P型半導體熱電單元的一端面對應連接；

第二基板，其中一表面具有與各所述N型半導體熱電單元和所述P型半導體熱電單元對應的第二電極，所述第二電極與各所述N型半導體熱電單元和所述P型半導體熱電單元的另一端面連接而使各所述N型半導體熱電單元和所述P型半導體熱電單元夾設于所述第一基板和所述第二基板之間且構成所述設計電路規則排布結構；

相變材料層，用以實現相變溫度點附近的相變儲熱與潛熱的釋放，覆設于所述第一基板或/和所述第二基板向外的表面。

作為本發明溫度調控器件可選的結構，還可包括封裝層，所述封裝層覆設于所述相變材料層上且包覆組合后的所述熱電陣列、所述第一基板和所述第二基板的兩側。

作為本發明溫度調控器件可選的結構,所述相變材料采用新戊二醇(NPG)、氨基-2-甲基-1，3-丙二醇(AMP)、三羥甲基乙烷(PG)、三羥甲基氨基甲烷(TAM)、季戊四醇(PE)或三羥甲基丙烷(TMP)中的一種，或為上述材料中的任意兩種或兩種以上的組合。

作為本發明溫度調控器件可選的結構，覆設于所述第一基板和所述第二基板向外的表面的所述相變材料層采用同種相變材料或不同相變材料。

作為本發明溫度調控器件可選的結構，所述第一基板和所述第二基板采用聚酰亞胺柔性材料制成，或者是采用氧化鋁或氮化鋁陶瓷剛性材料制成。