[发明专利]包括石墨烯的异质层叠以及包括该异质层叠的热电材料、热电模块和热电装置

说明书

技术领域

本公开涉及一种包括石墨烯的异质层叠以及包括该异质层叠的热电材料、热电模块和热电装置。具体地，本公开涉及提供改善的热电转换效率的热电材料。

背景技术

热电现象指的是当电子和空穴响应于温度梯度而在材料中移动时发生的热和电之间的可逆的直接能量转换。热电现象包括珀尔帖效应和塞贝克效应。珀尔帖效应用于冷却系统中并基于响应于所施加的电流而提供在材料的相反两端的温差，塞贝克效应用于发电系统中以根据材料的相反两端之间的温差提供电动势。

热电材料可以应用于在半导体装置中提供无源冷却系统以解决与热相关的问题，并作为电子设备中的有源冷却系统。此外，作为常规致冷剂气体压缩的替代，热电材料的使用在冷却应用中增加。热电冷却是不使用致冷剂的对环境无害、无振动以及低噪音的冷却技术。因此能够避免会导致环境问题的常规致冷剂的使用。因此，对更有效率的热电材料存在需求以提供提高的热电冷却效率，从而将热电材料的应用范围扩展到包括住宅的或商业的冷却系统，诸如电冰箱或空气调节器。

此外，对改善的热电发电材料存在需求，其能够用于工业工厂或汽车发动机的散热部分中。

发明内容

技术问题

因此，对热电发电材料存在需要以提供改善的再生能源。

解决问题的方案

根据一方面，异质材料包括石墨烯和设置在石墨烯上的热电无机化合物。

根据另一个方面，热电模块包括：第一电极；第二电极；以及热电元件，插设在第一电极和第二电极之间，其中热电元件包括异质层叠，该异质层叠包括石墨烯和设置在石墨烯上的热电无机化合物。

还公开一种热电装置，包括：热源；热电模块，包括第一电极和第二电极以及插设在第一电极和第二电极之间的热电元件，其中热电元件包括异质层叠，该异质层叠包括石墨烯和设置在石墨烯上的热电无机化合物。

根据另一个方面，一种制造热电材料的方法包括：在基板上设置石墨烯；以及在石墨烯上设置热电无机化合物以制造异质层叠。

还公开一种制造热电模块的方法，该方法包括：将热电元件插设在第一电极和第二电极之间以制造热电模块，热电元件包括异质层叠，异质层叠包括石墨烯和设置在石墨烯上的热电无机化合物。

附图说明

从以下结合附图对实施例的描述，这些和/或其他的方面将变得明显并更易于理解，附图中：

图1a是异质层叠的实施例的示意图；

图1b是异质层叠的另一个实施例的示意图；

图2是热电模块的实施例的示意图；

图3是示出通过珀尔帖效应热电冷却的实施例的示意图；

图4是示出通过塞贝克效应的热力发电的实施例的示意图；以及

图5是示出应用于异质层叠的4端子测量方法的透视图。

具体实施方式

现在将详细参照实施例，其示例在附图中示出，其中相同的附图标记始终指代相同的元件。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，而不应当解释为限于这里阐述的实施例。而是，提供这些实施例使得本公开透彻和完整，并将本发明的范围充分传达给本领域技术人员。

当诸如“从...中选择的至少一个”的表述在一列元件之前时，修饰整列元件，而不修饰该列表的单个元件。

将理解，当称一个元件在另一元件“上”时，它可以直接在另一元件上，或者其间还可以存在插入的元件。相反，当称一个元件“直接在”另一元件上时，不存在插入的元件。

将理解，虽然这里可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受到这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区别开。因此，以下讨论的“第一元件”、“组件”、“区域”、“层”或“部分”可以被称为第二元件、组件、区域、层或部分，而没有背离这里的教导。

这里所用的术语仅是为了描述特定实施例的目的，并非要进行限制。如这里所用的，除非上下文另外明确指示，否则单数形式“一”、“一个”和“该”旨在包括复数形式，包括“至少一个”。“或”表示“和/或”。如这里所用的，术语“和/或”包括一个或多个所列相关项目的任意和所有组合。还将理解的是，术语“包括”和/或“包含”，当在本说明书中使用时，指定了所述特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或增加。