[发明专利]一种基于超亲水结构的热电堆发电器件及其制备方法

权利要求书

1.一种基于超亲水结构的热电堆发电器件，其特征在于，包括绝缘基底及位于该绝缘基底上的若干发电单元，每个发电单元包括一对并列设置的悬浮热电偶电极，分别记这两个悬浮热电偶电极为第一悬浮热电偶电极和第二悬浮热电偶电极，这两个悬浮热电偶电极的一端分别位于第一热电偶电极冷端基座和第二热电偶电极冷端基座上，与冷端相连；另一端分别位于第一热电偶电极热端基座和第二热电偶电极热端基座上，与热端相连；所述热端为悬浮超亲水层，该悬浮超亲水层具有微纳结构。

2.如权利要求1所述基于超亲水结构的热电堆发电器件，其特征在于，所述悬浮超亲水层位于所述第一热电偶电极热端基座和所述第二热电偶电极热端基座的上方。

3.如权利要求1所述基于超亲水结构的热电堆发电器件，其特征在于，所述绝缘基底为表面沉积有绝缘层的基底材料。

4.如权利要求1所述基于超亲水结构的热电堆发电器件，其特征在于，所述发电单元为多个发电单元，这些发电单元之间通过位于所述绝缘基底上的电路实现串联；

对于相邻的2个发电单元，其中一个发电单元的第一热电偶电极冷端基座和另一个发电单元的第二热电偶电极冷端基座与同一冷端相连接；而对于任意1个发电单元，其第一热电偶电极热端基座和第二热电偶电极热端基座与同一热端相连接。

5.制备如权利要求1－4任意一项所述基于超亲水结构的热电堆发电器件的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在洁净干燥的基底上制备形成覆盖基底表面的绝缘层，接着在预先设定的第一目标区域通过光刻处理或者直接套用物理掩膜版在基底上形成冷端区域图形，然后在所述冷端区域图形内沉积冷端材料及冷端保护材料，其中，所述冷端保护材料沉积覆盖在所述冷端材料的上方；

(2)接着，在预先设定的第二目标区域通过光刻处理或者直接套用物理掩膜版从而在基底上形成热电偶电极底座图形阵列，然后在所述热电偶电极底座图形阵列内沉积电极底座材料，形成电极底座以作为热电偶电极热端基座和热电偶电极冷端基座；

(3)然后，在预先设定的第三目标区域通过光刻处理或者直接套用物理掩膜版从而在基底上形成第一热电偶电极图形，然后在所述第一热电偶电极图形内沉积第一热电偶电极材料及热电偶保护材料，以形成第一热电偶电极，其中，所述热电偶保护材料沉积覆盖在所述第一热电偶电极材料的上方；

(4)接着，在预先设定的第四目标区域通过光刻处理或者直接套用物理掩膜版从而在基底上形成第二热电偶电极图形，然后在所述第二热电偶电极图形内沉积第二热电偶电极材料及热电偶保护材料，以形成第二热电偶电极，其中，所述热电偶保护材料沉积覆盖在所述第二热电偶电极材料的上方；

(5)然后，在预先设定的第五目标区域通过光刻处理或者直接套用物理掩膜版从而在基底上形成支撑结构图形，然后在所述支撑结构图形内沉积支撑结构材料，以形成支撑结构；

(6)接着，在预先设定的第六目标区域通过光刻处理或者直接套用物理掩膜版从而在基底上形成超亲水区域图形，然后在所述超亲水区域图形内沉积超亲水种子层材料，以形成超亲水结构种子层；接着，在所述超亲水结构种子层上原位生长超亲水层得到超亲水结构；

(7)最后，溶解释放所述支撑结构以形成悬空支撑结构，即可得到基于超亲水结构的热电堆发电器件。

6.如权利要求5所述方法，其特征在于，所述步骤(5)中，所述支撑结构材料为预先选定的特定溶剂可溶性材料，以便后续释放。

7.如权利要求5所述方法，其特征在于，所述步骤(6)中，所述超亲水种子层材料选自氧化锌、铜、铝；

所述超亲水层是通过湿法生长或者化学气相沉积生长得到的。

8.如权利要求7所述方法，其特征在于，所述步骤(6)中，所述超亲水种子层材料为铜。

9.如权利要求7所述方法，其特征在于，所述步骤(6)中，所述超亲水层是通过湿法生长得到的。