[实用新型]具有光冷/光热转换功能的半导体元器件

权利要求书

1.一种具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，其特征在于，包括从上至下依次排列的具有光伏效应的太阳能电池层、第一导热绝缘层、第一导电导热层、具有帕尔贴效应的P N结层、第二导电导热层、第二导热绝缘层以及散热片；其中：

所述太阳能电池层将太阳能转化成电能，其具有阳极及阴极；

所述第一导热绝缘层使所述太阳能电池层与所述第一导电导热层之间电绝缘，但热传导；

所述第一导电导热层将所述具有帕尔贴效应的PN结层产生的冷或热进行传递，且所述第一导电导热层包括多个第一导电导热单元；

所述具有帕尔贴效应的P N结层包括多个PN结，每个PN结与一个第一导电导热单元对应，每个PN结包括P型半导体和N型半导体，所述P型半导体和所述N型半导体通过与其对应的第一导电导热单元相连，形成PN结；

所述第二导电导热层将所述具有帕尔贴效应的PN结层产生的热或冷进行传递，且所述第二导电导热层包括多个第二导电导热单元；所述多个PN结中的第一个PN结的P型半导体通过一个第二导电导热单元引出，形成所述具有帕尔贴效应的P N结层的阳极；所述多个PN结中的最后一个PN结的N型半导体通过一个第二导电导热单元引出，形成所述具有帕尔贴效应的PN结层的阴极；且所述多个PN结之间依次通过对应的第二导电导热单元串联连接；

所述第二导热绝缘层使所述第二导电导热层与所述散热片之间电绝缘，但热传导；

所述散热片将所述第二导热绝缘层传导的热或冷进行传递；

当所述太阳能电池层的阳极和阴极分别与所述具有帕尔贴效应的PN结层的阳极和阴极相连时，所述第二导电导热层吸收热量制冷，所述第一导电导热层释放热量制热；反之，所述第二导电导热层释放热量制热，所述第一导电导热层吸收热量制冷。

2.如权利要求1所述的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，其特征在于，所述太阳能电池层的阳极和阴极分别引出接线端子，所述具有帕尔贴效应的PN结层的阳极和阴极分别引出接线端子，所述太阳能电池层的阳极和阴极的接线端子通过一冷热切换开关控制，使其分别与所述具有帕尔贴效应的PN结层的阳极和阴极的接线端子相连或分别与所述具有帕尔贴效应的PN结层的阴极和阳极的接线端子相连。

3.如权利要求1或2所述的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，其特征在于，所述太阳能电池为晶硅太阳能电池或非晶硅太阳能电池或异致结太阳能电池或III-V族元素的太阳能电池。

4.如权利要求3所述的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，其特征在于，所述非晶硅太阳能电池为薄膜太阳能电池或柔性太阳能电池。

5.如权利要求3所述的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，其特征在于，所述异致结太阳能电池为HIT太阳能电池。

6.如权利要求3所述的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，其特征在于，所述III-V族元素的太阳能电池为聚光电池。

7.如权利要求1或2所述的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，其特征在于，所述第一导热绝缘层与所述第二导热绝缘层为陶瓷。

8.如权利要求1或2所述的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，其特征在于，所述散热片的材质为金属或工程塑料或导热橡胶或陶瓷。

9.如权利要求8所述的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，其特征在于，所述散热片的材质为铝合金。

10.如权利要求1或2所述的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，其特征在于，所述具有帕尔贴效应的PN结层的半导体材料为Bi₂Te₃/Sb₂Te₃体系半导体材料、PbTe体系半导体材料、SiGe体系半导体材料、方钴矿型热电材料、Zn₄Sb₃、金属硅化物、氧化物、纳米复合材料中的任一种。

11.如权利要求10所述的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，其特征在于，所述方钴矿型热电材料为CoSb₃。

12.如权利要求10所述的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，其特征在于，所述金属硅化物为β-FeSi₂、MnSi₂、CrSi₂中的任一种。