[发明专利]热电模块、热电组件和所涉及的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年8月6日提交的美国临时专利申请No.61/231,939的优先权。本申请还要求2009年9月15日提交的美国专利申请No.12/560,194的优先权，该专利申请又要求了2009年8月6日提交的美国临时专利申请No.61/231,939的优先权。上述每个申请的完整公开在此均通过引用并入。

技术领域

本公开大体上涉及热电模块和组件以及制造这种热电模块和组件的方法。

背景技术

此部分提供了涉及本公开的背景信息但不一定是现有技术。

热电模块(TEM)是一种固态器件，可作为热泵或者发电机工作。当热电模块用作热泵时，热电模块利用帕尔帖效应来移动热，并且可以称为热电制冷器(TEC)。当热电模块用于产生电时，热电模块可以称为热电发电机(TEG)。TEG可以电气连接到电能存储电路，诸如电池充电器等，用于存储由TEG产生的电。

关于热电模块作为TEC的用途，通过一般背景的方式，帕尔贴效应是指传输当电流经过热电材料时发出的热量。热量在电子进入材料之处被拾取并且在电子离开材料之处被沉积(和N型热电材料的情况相同)，或者热量在电子进入材料之处被沉积并且在电子离开材料之处被拾取(和P型热电材料的情况相同)。作为示例，碲化铋(bismuth)可以用作半导体材料。通常通过串联地电气连接交替的N型和P型热电材料(“元件”)并且将其机械地固定在通常由氧化铝构成的两个电路板之间来设置TEC。使用交替排列的N型和P型元件造成电力在全部N型元件中在一个空间方向上流动而在全部P型元件中在相对空间方向上流动。结果，当连接到直流电源时，电流造成热量从TEC的一侧移动到另一侧(例如，从一个电路板移动到另一个电路板)。很自然地，这会加热TEC的一侧，而冷却另一侧。典型的应用是将TEC的较冷侧暴露给要冷却的对象、物质或者环境。

发明内容

这个部分提供本公开的总的小结，而不是其完整范围或者其全部特征的详尽公开。

本公开的示例实施方式大体上涉及热电模块。在一个示例实施方式中，一种热电模块大体上包括：第一层压板，所述第一层压板具有聚合物电介质层和耦接到所述聚合物电介质层的导电层；第二层压板，所述第二层压板具有电介质层和耦接到所述电介质层的导电层；以及热电元件，所述热电元件大体上布置在第一层压板与第二层压板之间。所述第一层压板的导电层被至少部分地去除以在第一层压板上形成导电焊盘。所述第二层压板的导电层被至少部分地去除以在第二层压板上形成导电焊盘。并且，所述热电元件被耦接到第一和第二层压板的导电焊盘以将所述热电元件电气耦接到一起。

在另一个示例实施方式中，一种热电模块大体上包括：第一层压板，所述第一层压板具有聚合物电介质层、耦接到所述聚合物电介质层的第一导电层，和耦接到所述聚合物电介质层的第二导电层，使得所述聚合物电介质层大体上布置在第一导电层与第二导电层之间。所述热电模块的第二层压板具有聚合物电介质层、耦接到所述聚合物电介质层的第一导电层，和耦接到所述聚合物电介质层的第二导电层，使得所述聚合物电介质层大体上布置在第一导电层与第二导电层之间。多个热电元件大体上布置在第一层压板与第二层压板之间。所述第一层压板的第一导电层和第二层压板的第一导电层都被至少部分地去除以在第一和第二层压板上形成导电焊盘。所述热电元件被焊接到第一和第二层压板的导电焊盘上以将所述热电元件耦接到一起。

本公开的示例实施方式还大体上涉及制造热电模块的方法。在一个示例实施方式中，一种制造热电模块的方法大体上包括将多个热电元件耦接到第一和第二层压板使得将多个热电元件大体上布置在第一与第二层压板之间，其中所述第一和第二层压板均包括耦接到电介质层的导电层，并且其中，所述第一层压板的电介质层和/或所述第二层压板的电介质层是聚合物电介质层，其中，所述多个热电元件耦接到第一和第二层压板的导电层。

根据一个示例实施方式，一种热电组件包括多个热电模块。每个热电模块都包括大致刚性的上部层压板、大致刚性的下部层压板和大体上布置在上部层压板与下部层压板之间的多个热电元件。该热电组件还包括大致连续大致刚性的导热层。导热层机械耦接到每个热电模块并且在相邻热电模块之间被刻划以允许导热层在相邻热电模块之间持续地塑性形变。

根据另一个示例实施方式，一种铰接热电组件包括多个刚性上部层压板和机械及电气耦接到每个上部层压板的多个热电元件。该铰接热电组件包括铰接的下部基板。铰接的下部基板机械及电气耦接到热电元件。