[发明专利]通过蚀刻半导体晶片制造的低维热电装置

权利要求书

1.一种热电装置包括：

a)其上设置有第一图案化电极的第一导热基底；

b)其上设置有第二图案化电极的第二导热基底，其中布置所述第一和 第二导热基底，以使所述第一和第二图案化电极连接形成连续电路；

c)位于所述第一和第二图案化电极之间的多个热电元件，其中所述热 电元件包含多个纳米结构，并且其中所述纳米结构通过电化学蚀刻掺杂半 导体材料形成；和

d)设置在所述多个热电元件与所述第一和第二图案化电极中至少一 个之间的连接材料。

2.权利要求1的热电装置，其中所述第一和第二导热基底包含电绝缘 的氮化铝陶瓷材料或电绝缘的碳化硅材料。

3.权利要求1的热电装置，其中形成所述纳米结构的所述半导体材料 为主要选自下列中的热电材料：硅锗基合金；铋锑基合金；铅碲基合金； 铋碲基合金；III-V、V、IV、IV-VI和II-VI族半导体材料；以及它们的三元 和四元合金组合。

4.权利要求1的热电装置，其中形成所述纳米结构的所述半导体材料 为选自InP、InAs、InSb及其组合的III-V族半导体材料。

5.权利要求1的热电装置，其中所述多个纳米结构具有选自枝状形貌、 三角形形貌、竖直柱状孔、纳米筛及其组合的形貌。

6.权利要求1的热电装置，其中所述多个热电元件中的每一个热电元 件包含p型材料或n型材料。

7.权利要求1的热电装置，其中将所述多个热电元件引入多个传热单 元，其中所述多个传热单元在相对的基底之间电连接。

8.权利要求1的热电装置，其中构造所述装置以通过基本保持所述第 一和第二导热基底之间的温度梯度来产生电力。

9.权利要求1的热电装置，其中在所述第一和第二导热基底之间引入 电流使得能够经由所述第一和第二导热基底之间的电荷流动在所述第一和 第二导热基底之间传递热量。

10.权利要求1的热电装置，其中所述热电元件串联电连接且并联热连 接。

11.权利要求1的热电装置，其中所述装置为选自车辆、电源、加热系 统、冷却系统及其组合的系统的整体部件。

12.一种制造热电装置的方法，所述方法包括以下步骤：

a)提供其上设置有第一图案化电极的第一导热基底；

b)提供其上设置有第二图案化电极的第二导热基底；

c)在所述第一和第二图案化电极之间设置多个热电元件，其中所述热 电元件包含多个纳米结构，并且其中所述纳米结构通过电化学蚀刻掺杂半 导体材料形成；和

d)在所述多个热电元件与所述第一和第二图案化电极之间设置连接 材料。

13.权利要求12的方法，其中所述第一和第二导热基底包含电绝缘的 氮化铝陶瓷材料或电绝缘的碳化硅材料。

14.权利要求12的方法，其中形成所述纳米结构的所述半导体材料为 主要选自下列中的热电材料：硅锗基合金；铋锑基合金；铅碲基合金；铋 碲基合金；III-V、IV、V、IV-VI和II-VI族半导体材料；以及它们的三元和 四元合金组合。

15.权利要求12的方法，其中形成所述纳米结构的所述半导体材料为 选自InP、InAs、InSb及其组合的III-V族半导体材料。

16.权利要求12的方法，其中所述纳米结构具有选自枝状形貌、三角 形形貌、竖直柱状孔、纳米筛及其组合的形貌。

17.权利要求12的方法，其中所述多个热电元件中的每一个热电元件 包含p型材料或n型材料。