[发明专利]柔性热电发电机及其制备方法和应用系统

权利要求书

1.一种柔性热电发电机，其特征在于，包括：柔性基底、多个热端电极、多个热电晶粒组和多个冷端电极；

多个所述热电晶粒组具体包括：若干个中部热电晶粒组和两个端部热电晶粒组，每个所述中部热电晶粒组包括P型热电晶粒和N型热电晶粒；每个所述端部热电晶粒组只包含P型热电晶粒或N型热电晶粒中的一种；

多个所述热端电极按阵列式排列设置在所述柔性基底的上表面，每个所述热端电极的上表面均设置有一个所述热电晶粒组；每个所述冷端电极将一个所述热电晶粒组中的一种类型热电晶粒与相邻的所述热电晶粒组中的另一种类型热电晶粒首尾相连，形成串联连接的柔性热电发电机。

2.根据权利要求1所述的柔性热电发电机，其特征在于，还包括：微散热结构；

所述微散热结构设置在多个所述冷端电极的上表面；

所述微散热结构具体为微观表面具有褶皱或定向生长的微米纳米结构，或柔性散热膜，或填充有导热液体的薄膜密封腔。

3.根据权利要求1或2所述的柔性热电发电机，其特征在于，所述柔性基底的材料为聚合物材料或附有绝缘层的石墨烯，每个所述热端电极和每个所述冷端电极的材料均为金属材料或石墨烯；每个所述热电晶粒组中热电晶粒的材料均为半导体材料。

4.一种柔性热电发电机组，其特征在于，包括多个如权利要求1-3中任一项所述的柔性热电发电机；

多个所述柔性热电发电机以串联、并联或串并联组合的方式进行连接。

5.一种如权利要求1-3中任一项所述的柔性热电发电机的制备方法，其特征在于，包括：

在柔性基底的上表面制备出多个热端电极，多个所述热端电极按阵列式排列；

在每个所述热端电极的上表面制备出一个热电晶粒组；

在每个所述热电晶粒组中一种类型热电晶粒的上表面与相邻的所述热电晶粒组中另一种类型热电晶粒的上表面共同制备出一个冷端电极。

6.根据权利要求5所述的柔性热电发电机的制备方法，其特征在于，所述在柔性基底的上表面制备出多个热端电极，具体包括：

在所述柔性基底的上表面沉积一层电极材料层，并对所述电极材料层进行刻蚀，形成多个所述热端电极；或，

在所述柔性基底的上表面粘接一层所述电极材料层，并对所述电极材料层进行刻蚀，形成多个所述热端电极；或，

在所述柔性基底的上表面打印电极材料纳米颗粒悬浊液，形成多个所述热端电极。

7.根据权利要求5所述的柔性热电发电机的制备方法，其特征在于，所述在每个所述热端电极的上表面制备出一个热电晶粒组，具体包括：

在每个所述热端电极的上表面热压连接一个所述热电晶粒组；或，

在每个所述热端电极的上表面打印热电材料纳米颗粒悬浊液，形成一个所述热电晶粒组。

8.根据权利要求5所述的柔性热电发电机的制备方法，其特征在于，所述在每个热电晶粒组中一种类型热电晶粒的上表面与相邻的所述热电晶粒组中的另一种类型热电晶粒的上表面共同制备出一个冷端电极，具体包括：

在预设柔性基底上表面制备出多个所述冷端电极，将多个所述冷端电极与对应的热电晶粒的上表面进行对准并热压成型，剥离所述预设基底；或，

在每两个所述热电晶粒组之间以及每个所述热电晶粒组中各类型热电晶粒之间填充聚合物材料并进行固化，在对应的热电晶粒的上表面打印电极材料纳米颗粒悬浊液，形成多个所述冷端电极，并剥离填充的所述聚合物材料。

9.根据权利要求5-8中任一项所述的柔性热电发电机的制备方法，其特征在于，还包括：

在多个所述冷端电极的上表面沉积纳米材料，形成具有褶皱或定向生长的微米纳米结构；或，

将柔性散热膜黏附在多个所述冷端电极的上表面；或，

制备填充有导热液体的薄膜密封腔，并将所述薄膜密封腔黏附在多个所述冷端电极的上表面。

10.一种柔性热电发电机的应用系统，其特征在于，包括：可穿戴式发电机、电源管理电路、传感器组、显示和传输模块，所述可穿戴式发电机包括权利要求1-3中任一项所述柔性热电发电机；

所述电源管理电路用于将所述柔性热电发电机产生的电能进行存储、电压转换以及为所述传感器组、所述显示和传输模块供电；

所述传感器组包括多种传感器及其调理电路，用于进行信息检测；

所述显示和传输模块用于进行信息显示和传输。