[发明专利]一种半导体温差发电器件及其制备方法

权利要求书

1.一种半导体温差发电器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

A、提供若干对热电材料，所述每对热电材料均包括一个P型热电材料和一个N型热电材料，所述每个P型和N型热电材料均包括相对的两个端面，即端面I和端面II；

B、提供三个覆有若干电极片的陶瓷板，所述电极片在陶瓷板的表面呈离散式分布，在每个电极片的表面沉积金属化层；所述三个陶瓷板分别作为模板、高温端陶瓷板和低温端陶瓷板；

C、将柔性耐高温粘性膜层定位到模板上，然后将若干个P型和N型热电材料以端面I与所述粘性膜层相贴的方式，依次间隔地固定到每个电极片对应位置上；

D、在所述高温端陶瓷板的各个金属化层上覆上高温端焊料；

E、将步骤C处理后的模板和步骤D处理后的高温端陶瓷板对合、焊接；所述焊接是指使各个P型和N型热电材料的端面II焊接至高温端陶瓷板的金属化层上；先分离模板，然后去除所述柔性定位粘性膜层，得到高温端焊接完毕的器件；

F、在所述低温端陶瓷板的金属化层上覆上低温端焊料；然后与高温端焊接完毕的器件对合、焊接；所述焊接是指使各个P型和N型热电材料的端面I焊接至低温端陶瓷板的金属化层上，焊接完成后焊上导线，用硅胶密封，得到所述半导体温差发电器件。

2.根据权利要求1所述的半导体温差发电器件制备方法，其特征在于，所述高温端焊料和低温端焊料分别为SnSb、SnBi、SnAgCu、Ag、In和AuSn中任意两种不同熔点的焊料组合，所述两种焊料组合中，高熔点焊料用于高温端焊接，低熔点焊料用于低温端焊接。

3.根据权利要求1所述的半导体温差发电器件制备方法，其特征在于，所述柔性耐高温粘性膜层为耐高温PET胶带、聚酰亚胺胶带、铁氟龙胶带、耐高温橡胶中的一种；所述柔性耐高温粘性膜层的厚度为0.1mm～1mm。

4.根据权利要求1所述的半导体温差发电器件制备方法，其特征在于，所述电极片上表面沉积金属化层的方法为磁控溅射法、电沉积法、化学镀法和电弧喷涂法中的一种或几种；所述金属化层为Ni、Cr、Ti、Au、NiAu、TiAu金属层中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的半导体温差发电器件制备方法，其特征在于，所述P型热电材料为Bi_2-xSb_xTe₃，所述N型热电材料为Bi₂Te_3-xSe_x，x＝0.1～1.7。

6.根据权利要求1所述的半导体温差发电器件制备方法，其特征在于，所述陶瓷板为氧化铝或氮化铝；所述陶瓷板厚度为0.1mm～1mm；

所述陶瓷板表面的电极片通过磁控溅射和电沉积的方法制备；所述电极片的厚度为0.05mm～0.5mm；所述电极片为铜电极。

7.根据权利要求1所述的半导体温差发电器件制备方法，其特征在于，所述步骤E通过在乙醇或丙酮中超声5min～20min的方式去除所述柔性耐高温定位膜层；所述步骤E和步骤F所用的焊接方法为回流焊。

8.根据权利要求6所述的半导体温差发电器件制备方法，其特征在于，所述陶瓷板厚度为0.3mm～0.5mm。

9.一种半导体温差发电器件，其特征在于，所述半导体温差发电器件通过权利要求1-8任一所述的方法制备。

10.一种权利要求9所述的半导体温差发电器件的应用，其特征在于，所述半导体温差发电器件应用于海洋开发用放射性同位素温差发电器、汽车尾气废热回收发电装置以及野外便携式燃油温差发电器。