[发明专利]一种半导体温差发电器件及其制备方法

说明书

本发明涉及一种半导体温差发电器件的制备方法，包括提供三个覆有若干电极片的陶瓷板，在每个电极片的表面沉积金属化层，分别为模板、高温端陶瓷板和低温端陶瓷板；将柔性耐高温粘性膜层定位到模板上，然后依次间隔地固定P型和N型热电材料；将P型和N型热电材料的一端焊接至高温端陶瓷板的电极片上；分别去除模板和柔性耐高温粘性膜层；然后将P型和N型热电材料的另一端焊接至低温端陶瓷板的电极片上；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。本发明通过采用柔性焊接定位膜层解决了高温端焊接后脱模困难的问题，不同熔点焊料搭配使用提高二次焊接焊点质量。

技术领域

本发明涉及一种半导体温差发电器件及其制备方法，属于温差发电能量转换技术领域。

背景技术

目前社会对能源的需求日益增加尤其电能更是重中之重，热能是目前存在的最普遍的能源，通常将热能转换成电能都需要通过机械能作为媒介，即热能转换为机械能，机械能再转化为电能，这种转换就造成了大量的能量损失。温差发电是利用塞贝克效应将热能直接转化为电能的一种技术，节省掉机械能这一媒介，在一定程度上避免了能源的浪费。

半导体温差发电器件是实现热能到电能转换的一种发电器，主要是由半导体材料组成，其特点是无运动部件、体积小、寿命长、无噪音且无需维护。

目前半导体温差发电器件以Π型为主，其制备过程为，将陶瓷板电极片覆上焊锡，将半导体材料装填到定位模具中，将定位模具与陶瓷板贴合后经过高温焊接，随后取下定位模具，再将另外一块覆有焊锡的陶瓷板与其贴合，再次经过高温焊接，最后焊接上导线用密封胶封装后，器件制备完成。该制备过程中所使用的定位模具通常为刚性定位模具，如图1所示，在经过高温焊接后热电材料与模具之间产生应力，使去除模具过程困难，甚至会将焊接点破坏，无法进行后续的焊接，造成成品率下降。同时高温端和低温端选用的同种熔点焊料，在第二次焊接时，会使其再次融化一定程度上造成了焊接质量的下降。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种不同于上述温差发电器件的制备方法，用来克服器件焊接过程中脱模困难的问题和二次焊接对焊接质量的影响。

本发明技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种半导体温差发电器件的制备方法，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，在每个电极片的上表面沉积金属化层；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的上，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；分离模板，去除所述柔性定位粘性膜层，得到高温端焊接完毕的器件；其中，分离模板该过程无任何应力和有机物残留，而柔性膜层与模板部分粘结性贴合，粘结部分小，易去除。

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。

上述步骤A、B不分先后顺序。

上述脱模过程对焊点无损伤；步骤F中，焊接时所用的焊接温度低于高温端焊料的熔点。