[发明专利]一种热电构件

说明书

一种热电构件，包括热电元件1和热电元件2，热电元件1的一端与热电元件2的一端连为一体，热电元件1和热电元件2的另一端分别为热端和冷端，其中，热电元件1的截面积、热电元件2的截面积均大于热电元件1与热电元件2相连处的截面积。本发明的热电构件从热端到冷端的优值系数大于其材料的优值系数，适用于制造热电发电、热电致冷或半导体制冷、热电偶等热电产品装置、器件，以提高器件或发电装置效率，拓展市场空间。

技术领域

本发明涉及一种热电构件，属于电子技术领域。

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，热电材料的优值系数的大小，决定热电转换效能的高低。由于现有热电元件的优值系数与其热电材料的优值系数相等，而且目前热电材料的优值系数在0.004K^-1左右，所以，现有热电元件的优值系数较低，热电转换的工作效率不高，现有热电元件制造的热电发电装置、热电致冷器件或半导体制冷器件以及其它热电产品、器件等应用受到局限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热电构件，它的优值系数高于其热电材料的优值系数。

为达到上述目的，本发明通过热电构件的特殊结构及连接方式来提高其优值系数。

本发明提供一种热电构件，包括热电元件1和热电元件2，热电元件1的一端与热电元件2的一端连为一体，热电元件1和热电元件2的另一端分别为热端和冷端，其特征在于：热电元件1的截面积、热电元件2的截面积均大于热电元件1与热电元件2相连处的截面积。

所述的一种热电构件，优选的，热电元件1与热电元件2十字形相连。

所述的一种热电构件，优选的，热电元件1的截面、热电元件2的截面积为热电元件1与热电元件2相连处截面积的2至200倍。

所述的一种热电构件，优选的，热电元件1的长度是热电元件2的长度的2至20倍。

本发明的一种热电构件两端分为热端和冷端，分别在热电元件1和热电元件2不相连的另一端上。热电构件工作时的热流方向从热端流向冷端，因此，本发明的热电构件的优值系数是一个向量，方向为从热端到冷端。

本发明的热电构件可以从热电材料板件中整体切割、镕铸、粉末冶金等各种方式制作而成；也可以在热电元件1和热电元件2相连处用焊料焊接或者焊接小于1毫米厚度等面积的强导电导热件。热电元件1和热电元件2可以是柱形、台形、方形等各种形状。热电元件1和热电元件2可以是上下相连、侧相连、斜相连等多种方式。P型、N型热电材料分别制作P型、N型热电构件。

本发明的热电构件适用半导体合金型热电材料、方钴矿热电材料、金属硅化物型热电材料、氧化物型热电材料、准晶材料、功能梯度材料、低维热电材料等各种热电材料制作，适用于热电材料相应的温度范围。热电材料为拉晶材料时，尽可能使热电构件两端间有更多的解理面相连。相同类型热电材料的热电元件1和热电元件2制作该类型的热电构件。

下面结合附图1进一步说明：

本发明的热电构件，由热电元件1和热电元件2组成，截面积分别为S₁和S₂，长度分别为L₁和L₂，电阻分别为R₁和R₂，热导分别为K₁和K₂，热电元件1和热电元件2相连处的截面积为S₃。其中，S₁＞S₃，S₂≥S₃。热电材料的优值系数Z_材＝α²σ/λ，其中，α、σ、入分别为热电材料的温差电动势、电导率、热导率，优值系数的单位是K^-1。热电元件1和热电元件2不相连的另一端分别为热端和冷端。

在热电构件周边环境绝热条件下，有：