[发明专利]热电发电器件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉一种热电发电器件及其制备方法。

背景技术

热电材料是一种能将热能和电能相互转换的功能材料，1823年发现的塞贝克效应和1834年发现的帕尔帖效应为热电能量转换器和热电制冷的应用提供了理论依据。随着空间探索兴趣的增加、医用物理学的进展以及在地球难于日益增加的资源考察与探索活动，需要开发一类能够自身供能且无需照看的电源系统，热电发电对这些应用尤其合适。

利用自然界温差和工业废热均可用于热电发电，它能利用自然界存在的非污染能源，具有良好的综合社会效益。另外，利用热电材料制备的微型元件用于制备微型电源、微区冷却、光通信激光二极管和红外线传感器的调温系统，大大拓展了热电材料的应用领域。因此，热电材料是一种有着广泛应用前景的材料，在环境污染和能源危机日益严重的今天，进行新型热电材料的研究具有很强的现实意义和市场前景。现有的热电发电器件一般在热电片的两侧通过导热膏将两个铝制的散热结构相粘结，由于散热片一般使用铜质材料，与铝制的散热结构导热系数及膨胀系数不同，故，导致现有的热电发电器件发电效率较低。

发明内容

本发明提供一种热电发电器件及其制备方法，可有效解决上述问题。

一种热电发电器件的制备方法，包括以下步骤：

提供热电片，包括相对设置的热端和冷端、多个第一电极、多个第二电极、多个p型热电结构以及n型热电结构，所述第一电极设置于所述热端的内表面，所述第二电极设置于所述冷端的内表面，所述p型热电结构和n型热电结构交替间隔排列，并通过第一电极和第二电极串联；

通过磁控溅射工艺分别在所述热端和所述冷端的外表面形成润湿金属层；

通过电镀工艺分别在所述润湿金属层的外表面形成铜金属层；

通过涂覆工艺分别在所述铜金属层的外表面形成焊锡膏层；

分别在所述焊锡膏层的外表面设置铜质散热片，并通过回流焊接工艺将所述铜质散热片焊接在所述焊锡膏层的外表面。

一种热电发电器件，包括：热电片，包括相对设置的热端和冷端、多个第一电极、多个第二电极、多个p型热电结构以及n型热电结构，所述第一电极设置于所述热端的内表面，所述第二电极设置于所述冷端的内表面，所述p型热电结构和n型热电结构交替间隔排列，并通过第一电极和第二电极串联；两层润湿金属层分别设置于所述热端和所述冷端的外表面；两层铜金属层分别设置于所述两层润湿金属层的外表面；两层焊锡膏层分别设置于所述两层铜金属层的外表面；两个铜质散热片分别设置于所述两层焊锡膏层的外表面。

优选的，所述润湿金属层的厚度为10纳米到500纳米。

优选的，所述润湿金属层的厚度为50纳米到100纳米。

优选的，所述铜金属层的厚度为1微米到100微米。

优选的，所述铜金属层的厚度为20微米到50微米。

优选的，所述焊锡膏层的厚度为1微米到100微米。

优选的，所述焊锡膏层的厚度为20微米到50微米。

优选的，所述焊锡膏层的厚度为30微米到40微米。

本发明提供的热电发电器件及其制备方法，通过润湿金属层、铜金属层以及焊锡膏层将所述热电片以及所述铜质散热片焊接在一起，由于所述热电发电器件的材料较为均一，故，其整体具有较为均一的导热系数及膨胀系数，从而可以提高所述热电发电器件的效率。另外，通过磁控溅射工艺形成的润湿金属层可以与所述铜金属层及热电片形成良好的润湿，故，所述铜质散热片不易于从所述热电片表面脱离。另外，所述的热电发电器件的制备方法具有工艺简单，成本低廉等特点。

附图说明

图1为热电发电器件的制备方法流程图。

图2为热电发电器件中的热电片的结构示意图。

图3为热电发电器件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

请参照图1，本发明提供一种热电发电器件的制备方法，包括以下步骤：

S1，提供热电片10。

S2，通过磁控溅射工艺分别在所述热端和所述冷端的外表面形成润湿金属层11。

S3，通过电镀工艺分别在所述润湿金属层11的外表面形成铜金属层12；