[发明专利]高温热电单元及其制造方法

权利要求书

1.一种高温热电单元，其特征在于，包括：包括：p型半导体材料的第一热电极、n型半导体材料的第二热电极、具有导电性的热端、导电端子、散热器与陶瓷绝缘基片；第一热电极与第二热电极之间通过热端相连接，剩余空间填充有陶瓷绝缘基片，第一热电极与第二热电极之间利用陶瓷绝缘基片分隔；第一热电极与第二热电极的外侧分别连接有导电端子，剩余空间覆盖有陶瓷绝缘基片，散热器与导电端子相连接。

2.如权利要求1所述高温热电单元，其特征在于，热端和导电端子分别布置在两侧，热端位于第一热电极和第二热电极的内侧。

3.如权利要求1所述高温热电单元，其特征在于，第一热电极与第二热电极外侧的导电端子位于同一侧。

4.如权利要求1所述高温热电单元，其特征在于，陶瓷绝缘基片的材质为氧化铝、莫来石或者镁基铝酸镧；散热器选用板式散热器或热管散热器中的一种。

5.一种高温热电单元的制造方法，包括：

选取第一热电极、第二热电极的粉末原料；选取模具，在模具底层垫石墨纸或钼片，之后在模具中放入第一片陶瓷绝缘基片，陶瓷绝缘基片的一侧边缘与模具的内壁紧贴，另一侧边缘与模具的内壁留有空隙；

将导电粉末填满到第一片陶瓷绝缘基片与模具内壁间的空隙，之后将第一热电极的粉末原料覆盖在导电粉末与第一陶瓷绝缘基片的上面；在第一热电极的粉末原料的上表面覆盖第二片陶瓷绝缘基片，第二片陶瓷绝缘基片的一侧边缘与模具的内壁紧贴，另一侧边缘与模具的内壁留有空隙；

将导电粉末填满到第二片陶瓷绝缘基片与模具内壁的空隙，之后将第二热电极的粉末原料覆盖在导电粉末与第二片陶瓷绝缘基片的上面；在第二热电极的粉末原料的上面覆盖第三片陶瓷绝缘基片，第三片陶瓷绝缘基片的一侧边缘与模具的内壁紧贴，另一侧边缘与模具的内壁留有空隙；

将导电粉末填满到第三片陶瓷绝缘基片与与模具内壁留有的空隙，之后在导电粉末、第三片陶瓷绝缘基片上部覆盖石墨纸或钼片，放上压头压住石墨纸或钼片；

将模具进行加压烧结，冷却脱模后在导电端子端上焊接散热器、接导线后制成高温热电单元。

6.如权利要求5所述高温热电单元的制造方法，其特征在于：第一热电极材的粉末原料选用掺杂LaCrO₃粉末，第二热电极的粉末原料选用掺杂In₂O₃或掺杂ZnO，或者掺杂In₂O₃和ZnO的混合物粉末。

7.如权利要求6所述高温热电单元的制造方法，其特征在于：第一热电极材的掺杂LaCrO₃粉末中的掺杂元素为Mg、Ca、Sr、Ba中的一种或几种，掺杂元素含量为0-10mol％。

8.如权利要求6所述高温热电单元的制造方法，其特征在于：第二电极材料的In₂O₃掺杂元素为Co、Zr、Mo、Ni中的一种或几种，ZnO中掺杂元素为Fe、Co、Ni、Al、Cu中的一种或几种，In₂O₃或ZnO中掺杂元素含量为0-10mol％。

9.如权利要求6所述高温热电单元的制造方法，其特征在于：导电粉末为铜粉、掺杂LaCrO₃粉末、掺杂In₂O₃或者ZnO粉末中的一种或几种。

10.如权利要求6所述高温热电单元的制造方法，其特征在于：将模具放入热压炉或sps放电等离子烧结炉中进行加压烧结，热压或sps等离子放电烧结温度为900-1700℃，成型压力为30-60Mpa，烧结时间为1-24小时。