[發明專利]一種熱電-光電器件

有效

• 申請號: 202110011388.5
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112768593B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 項曉東;張鵬;顧川川
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: H01L35/02
• 分類號: H01L35/02;H01L35/04
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 潘登

本發明實施例公開了一種熱電?光電器件，包括第一半導體結構、第二半導體結構、第一載流子傳導結構、第二載流子傳導結構、第一電極和第二電極；第一半導體結構用于接收激光信號，并基于激光信號產生光生載流子，光生載流子包括第一載流子和第二載流子；第一載流子傳導結構分別與第一半導體結構的第一端面和第二半導體結構的第一端面連接；第二載流子傳導結構分別與第一半導體結構的第二端面和第一電極連接；第二電極與第二半導體結構的第二端面電連接，第一載流子聚焦于第二電極位置，第一電極和第二電極形成電動勢。本發明解決了摻雜或者微結構的方法導致的引入雜質或者缺陷等影響材料熱電性能的技術問題。

技術領域

本發明實施例涉及熱電器件技術領域，尤其涉及一種熱電-光電器件。

背景技術

在石化能源危機和環境污染的大背景驅動下，利用塞貝克效應實現溫差發電的熱電器件在當前的能源轉換研究中十分熱門。

熱電器件的效率主要基于熱電材料的品質因子ZT，參照公式(1)，品質因子ZT與熱電材料的塞貝克系數S、電導率σ和熱導率κ這三個物理參數息息相關，具體形式如下：

ZT＝σS²T/κ，(1)

如何協調熱電材料的這三個物理參數是提升材料熱電性能的關鍵技術問題。目前，常用摻雜或者微結構的方法來提高熱電材料的熱電性能，然而這類方法往往會引入雜質或者缺陷等，影響材料性能。因而，需要尋找一些新型的改善材料熱電性能的途徑以及相關的器件應用方法。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供一種熱電-光電器件，以解決現有技術中因采用摻雜或者微結構的方法來提高熱電材料的熱電性能，導致的引入雜質或者缺陷等影響材料熱電性能的技術問題。

本發明實施例提供了一種熱電-光電器件，包括：第一半導體結構、第二半導體結構、第一載流子傳導結構、第二載流子傳導結構、第一電極和第二電極；

所述第一半導體結構用于接收激光信號，并基于所述激光信號產生光生載流子，所述光生載流子包括第一載流子和第二載流子；

所述第一載流子傳導結構分別與所述第一半導體結構的第一端面和所述第二半導體結構的第一端面連接，用于傳導所述第一載流子至所述第二半導體結構；

所述第二載流子傳導結構分別與所述第一半導體結構的第二端面和所述第一電極連接，用于傳導所述第二載流子至所述第一電極；

所述第二電極與所述第二半導體結構的第二端面電連接，所述第一載流子聚焦于所述第二電極位置，所述第一電極和所述第二電極形成電動勢。

可選的，所述熱電-光電器件還包括第一溫度供給端和第二溫度供給端；

所述第一溫度供給端位于所述第一載流子傳導結構遠離所述第一半導體結構的一側，用于向所述第一半導體結構和所述第二半導體結構提供第一溫度；

所述第二溫度供給端位于所述第二載流子傳導結構遠離所述第一半導體結構的一側，用于向所述第一半導體結構和所述第二半導體結構提供第二溫度，所述第一溫度大于所述第二溫度。

可選的，所述第一半導體結構的第一端面在所述第一溫度供給端所在平面上的垂直投影與所述第一溫度供給端至少部分交疊，所述第二半導體結構的第一端面在所述第一溫度供給端所在平面上的垂直投影與所述第一溫度供給端至少部分交疊；

所述第一半導體結構的第二端面在所述第二溫度供給端所在平面上的垂直投影與所述第二溫度供給端至少部分交疊，所述第二半導體結構的第二端面在所述第二溫度供給端所在平面上的垂直投影與所述第二溫度供給端至少部分交疊。

可選的，所述激光信號的能量大于所述第一半導體結構的能隙。

可選的，所述激光信號的能量可調；