[发明专利]一种超微晶格制冷模块

说明书

本发明公开了一种超微晶格制冷模块，包括一对以上的PN结模块，位于所述PN结模块上端的上连接片，以及位于所述PN结模块下端的下连接片，上连接片下端面与所有PN结上端面形成固接，下连接片上端面与所有PN结下端面形成固接，上连接片内设有抽成真空的第一空腔层结构，下连接片内设有抽成真空的第二空腔层结构，第一空腔层结构内和第二空腔层结构内均设有轻质流动液体层；本发明还公开了一种超微晶格制冷模块的制冷装置；该超微晶格制冷模块制冷效率高，体积小，同时可大大降低制造成本。

技术领域

本发明涉及半导体制冷领域，尤其涉及一种超微晶格制冷模块。

背景技术

半导体制冷技术由来已久，应用上，通常采用半导体制冷片结构，半导体制冷片，也叫热电制冷片，是一种热泵。它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制、可靠性要求高、无制冷剂污染的场合。利用半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。它是一种产生负热阻的制冷技术，其特点是无运动部件，可靠性也比较高。但同时，我们在使用中也发现，由于半导体制冷片在制冷时受外部环境温度的影响，最外侧半导体制冷片的热端散热能力比较有限，以至于无法充分地利用各个半导体制冷片的制冷能力，为了达到散热的目的，很多半导体制冷模块还会在制冷片的热端增加主动散热结构，如风扇，以避免烧坏半导体制冷片，上述种种，直接导致现有技术中半导体制冷组件的制冷能力较差，体积增大，同时成本增加。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提出一种基于半导体制冷的超微晶格制冷模块，该超微晶格制冷模块制冷效率高，体积小，同时可大大降低制造成本。

为达到上述要求，本发明提出一种超微晶格制冷模块，包括一对以上的PN结模块，位于所述PN结模块上端的作为冷面的上连接片，以及位于所述PN结模块下端的作为热面的下连接片，所述上连接片下端面与所有PN结上端面形成固接，所述下连接片上端面与所有PN结下端面形成固接，所述上连接片内设有抽成真空的第一空腔层结构，所述下连接片内设有抽成真空的第二空腔层结构，所述第一空腔层结构内和第二空腔层结构内均设有在低温下可沸腾汽化相变、且可360方向传递热量的轻质流动液体层。

作为本发明之优选，所述轻质流动液体层均为单种高分子流动液体，或多种高分子流动液体混合体。

作为本发明之进一步优选，所述上连接片、下连接片、第一空腔层结构、第二空腔层结构为金属材料制成，或为陶瓷材质制成，或为具有良好传热性的超导材料制成，同时，位于上连接片的冷面、下连接片的热面之间以及PN结的两侧边，均贴设、包覆有一层隔热膜，或者涂覆有一层隔热涂层。

作为本发明之进一步优选，所述上连接片、下连接片为平板结构，或为曲面结构上连接片以及曲面结构下连接片。

作为本发明之进一步优选，所述第一空腔层结构、第二空腔层结构呈矩形结构，或为曲面第一空腔层结构以及曲面第二空腔层结构。

作为本发明之更进一步优选，所述第一空腔层结构和第二空腔层结构的体积相同，或者体积不相同。

本发明基于上述技术，还公开了一种超微晶格制冷模块的制冷装置，包括一控制端，以及一制冷端，所述控制端包括控制电路板，所述制冷端包括：若干互相电性连接的制冷模块，由此形成一个制冷模块组合；所述控制端还包括：一驱动控制模块以及一用于控制制冷模块组合温度高低的操作端，所述驱动控制模块、操作端和控制电路板电性连接；所述制冷模块组合和控制电路板、驱动控制模块、操作端电性连接。

优选的，所述若干电性连接的制冷模块为互相串联，或互相并联，或串并联相结合。

进一步优选的，所述制冷模块组合的数量可为一组，或者为一组以上，所述驱动控制模块的数量可以为一个，或为一个以上，所述一个驱动电性连接一组制冷模块组合，或一个驱动电性连接一组以上制冷模块组合。