CN107293634A - 一种新型柔性热电元件的制作方法 - Google Patents

一种新型柔性热电元件的制作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107293634A
CN107293634A CN201710449930.9A CN201710449930A CN107293634A CN 107293634 A CN107293634 A CN 107293634A CN 201710449930 A CN201710449930 A CN 201710449930A CN 107293634 A CN107293634 A CN 107293634A
Authority
CN
China
Prior art keywords
flexible
type
thermoelectric material
preparation
thermoelectric element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710449930.9A
Other languages
English (en)
Inventor
汪元元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Li Li Electronic Technology Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Li Li Electronic Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Li Li Electronic Technology Co Ltd filed Critical Shanghai Li Li Electronic Technology Co Ltd
Priority to CN201710449930.9A priority Critical patent/CN107293634A/zh
Publication of CN107293634A publication Critical patent/CN107293634A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/80—Constructional details
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/01—Manufacture or treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/80—Constructional details
    • H10N10/85—Thermoelectric active materials
    • H10N10/851—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions
    • H10N10/852—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions comprising tellurium, selenium or sulfur

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

本发明公开一种柔性热电元件的制作方法，其特征在于：在柔性绝缘基板两面分别印刷P型热电材料浆料和N型热电材料浆料，烘干后分别得到N型和P型热电材料的线路层，在柔性绝缘基板两端各钻一排通孔，在通孔中的镀金属，两面的线路层通过两端镀有金属的通孔连接成N‑P‑N‑P…的交替串联线路结构，得到柔性热电元件。本发明优点在于线路结构紧凑，能量密度高，制成工艺简单，与柔性线路板技术兼容，可用于对各种可穿戴器件的供电。

Description

一种新型柔性热电元件的制作方法
技术领域
本发明涉及一种柔性热电元件的制作方法，本发明属于电子材料与器件技术领域。
背景技术
热电材料是一种在固体状态下通过自身的载流子(空穴或电子)的传输实现热能与电能相互转换的材料。热电转换技术由于具有体积小、无振动、无噪音、无污染、无磨损、无运动部件、免维护、无污染等特点，在热能利用方面具有的独特优势。导电聚合物具有热导率低、质轻、价廉、容易合成和加工成型等优点，是一种很有潜力的热电材料。常见的共轭高分子导电聚合物主要有聚苯胺(PANi)、聚吡咯(PPy)、聚噻吩(PTh)及其衍生物。基于导电聚合物的复合热电材料可通过浸渍、涂覆、印刷等工艺加工，制造成本低廉，有应用于柔性可穿戴设备并为之供电的巨大潜力。
但是，目前报道由柔性热电材料制作的器件主要集中在实验室模型的热电性能研究，P型和N型热电材料通过简单工艺互联，尚无法利用系统工艺规模化制成柔性热电器件。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种柔性热电元件的制作方法，其特征在于：分别将N型和P型热电材料分散在溶剂中配制浆料，在柔性绝缘基板两面分别印刷P型热电材料浆料和N型热电材料浆料，烘干后分别得到N型和P型热电材料的线路层，在柔性绝缘基板两端各钻一排通孔，在通孔中镀金属，两面的线路层通过两端镀有金属的通孔连接成N-P-N-P…的交替串联线路结构，得到柔性热电元件，当柔性绝缘基板两端存在温差时交替串联线路结构中产生电势差，可将温差转换成电能，当串联电路通入电流时，可使柔性绝缘基板一侧制冷，另一侧散热，形成温差。
所述柔性绝缘基板为可弯曲的绝缘聚合物片材。
所述可弯曲的绝缘聚合物片材包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰亚胺中的一种。
所述P型热电材料的室温电导率＞50Scm，功率因子＞10μWm-1K-2，线路制成方式为丝网印刷。
所述P型热电材料包括碳材料填充的聚-3，4乙撑二氧噻吩/聚磺化苯乙烯、P型无机热电材料粉末填充的聚-3，4乙撑二氧噻吩/聚磺化苯乙烯、P型无机热电材料粉末填充的聚苯胺、P 型无机热电材料粉末填充的聚吡咯、P型无机热电材料粉末填充的聚偏氟乙烯中的一种。
所述N型热电材料的室温电导率＞50Scm，功率因子＞10μWm-1K-2，线路制成方式为丝网印刷。
所述N型热电材料包括碳化钨填充聚偏氟乙烯、碳化钛填充聚偏氟乙烯、镍填充聚偏氟乙烯、N型热电材料粉末填充聚偏氟乙烯，N型热电材料粉末填充聚-3，4乙撑二氧噻吩/聚二烯丙基二甲基氯化铵中的一种。
所述柔性基板两端各钻有一排通孔，通孔中镀有金属，工艺方式为电镀，所述金属包括铜、银、金中的一种，通孔中金属镀层分别与柔性基板两面的N型热电线路与P型热电线路连接导通。
将多个两面分别印刷P型热电材料浆料和N型热电材料浆料的柔性绝缘基板粘结形成多层柔性线路板，通过钻通孔并在孔中镀金属联结多个线路板上的线路，获得更高的热电转换效率。
本发明的优点在于：N型和P型热电材料浆料分别在柔性基板两面通过丝网印刷印制，通过柔性线路板工艺通孔结构实现串联，制成工艺简单，与柔性印制线路板(FPC)技术兼容，采用该方法制作的柔性热电元件线路结构紧凑，能量密度高，可用于对各种可穿戴器件供电。
本发明的内容和特点已揭示如上，然而前面叙述的本发明仅仅简要地或只涉及本发明的特定部分，本发明的特征可能比在此公开的内容涉及的更多。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应该包括在不同部分中所体现的所有内容的组合，以及各种不背离本发明的替换和修饰，并为本发明的权利要求书所涵盖。
附图说明
图1采用本发明制作的一种柔性热电元件平面结构示意图。1-柔性基板；2-正面N型热电材料线路；3-背面P型热电材料线路；4-通孔，通孔上镀有金属。
图2采用本发明制作的一种柔性热电元件通孔处截面结构示意图。1-柔性基板；2-正面N型热电材料线路；3-背面P型热电材料线路；4-通孔，通孔上镀有金属。
图3采用本发明制作的一种柔性热电元件温差发电示意图。1-柔性基板；2-正面N型热电材料线路；3-背面P型热电材料线路；4-通孔，通孔上镀有金属。
图4采用本发明制作的一种柔性热电元件固态制冷示意图。1-柔性基板；2-正面N型热电材料线路；3-背面P型热电材料线路；4-通孔，通孔上镀有金属。
具体实施方式
实施例1：
配制碳材料填充聚-3，4乙撑二氧噻吩：聚磺化苯乙烯的P型热电材料分散浆料和的碳化钨填充聚-3，4乙撑二氧噻吩/聚二烯丙基二甲基氯化铵的N型热电材料分散浆料，在柔性聚酰亚胺基板两面分别采用丝网印刷印制P型热电材料浆料和N型热电材料浆料，烘干后分别得到N型和P型热电材料的线路层，在柔性绝缘基板两端各钻一排通孔，在通孔中的镀金，两面的线路层通过两端镀金的通孔连接成N-P-N-P…的交替串联线路结构，得到柔性热电元件，正面和截面分别如图1和图2所示。
当柔性绝缘基板两端存在温差时交替串联线路结构中产生电势差，可将温差转换成电能向外输出，如图3所示。
实施例2：
配制Bi0.5Sb1.5Te3填充聚偏氟乙烯的P型热电材料分散浆料和的Bi2Te2.7Se0.3填充聚偏氟乙烯的N型热电材料分散浆料，在柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯基板两面分别采用丝网印刷印制P型热电材料浆料和N型热电材料浆料，烘干后分别得到N型和P型热电材料的线路层，在柔性绝缘基板两端各钻一排通孔，在通孔中的镀银，两面的线路层通过两端镀银的通孔连接成N-P-N-P…的交替串联线路结构，得到柔性热电元件。
当如图4所示串联电路通入电流时，可使柔性基板一侧制冷，另一侧散热，形成温差。
实施例3：
配制碳纳米管填充聚苯胺的P型热电材料分散浆料和碳化钨填充聚偏氟乙烯的N型热电材料分散浆料，在柔性聚对苯二甲酸丁二醇酯基板两面分别采用丝网印刷印制P型热电材料浆料和N型热电材料浆料，烘干后分别得到N型和P型热电材料的线路层，在柔性绝缘基板两端各钻一排通孔，在通孔中的镀铜，两面的线路层通过两端镀铜的通孔连接成N-P-N-P…的交替串联线路结构，得到柔性热电元件。
当柔性绝缘基板两端存在温差时交替串联线路结构中产生电势差，可将温差转换成电能向外输出，如图3所示。
实施例4：
配制石墨烯填充聚苯吡咯的P型热电材料分散浆料和镍粉填充聚偏氟乙烯的N型热电材料分散浆料，在柔性聚酰亚胺基板两面分别采用丝网印刷印制P型热电材料浆料和N型热电 材料浆料，烘干后分别得到N型和P型热电材料的线路层，在柔性绝缘基板两端各钻一排通孔，在通孔中的镀铜，两面的线路层通过两端镀铜的通孔连接成N-P-N-P…的交替串联线路结构，得到柔性热电元件。
当如图4所示串联电路通入电流时，可使柔性基板一侧制冷，另一侧散热，形成温差。

Claims (10)

1.一种柔性热电元件的制作方法，其特征在于：分别将N型和P型热电材料分散在溶剂中配制浆料，在柔性绝缘基板两面分别印刷P型热电材料浆料和N型热电材料浆料，烘干后分别得到N型和P型热电材料的线路层，在柔性绝缘基板两端各钻一排通孔，在通孔中镀金属，两面的线路层通过两端镀有金属的通孔连接成N-P-N-P…的交替串联线路结构，得到柔性热电元件，当柔性绝缘基板两端存在温差时交替串联线路结构中产生电势差，可将温差转换成电能，当串联电路通入电流时，可使柔性绝缘基板一侧制冷，另一侧散热，形成温差。
2.根据权利要求1所述一种柔性热电元件的制作方法，其特征在于，所述柔性绝缘基板为可弯曲的绝缘聚合物片材。
3.根据权利要求1所述一种柔性热电元件的制作方法，其特征在于，所述可弯曲的绝缘聚合物片材包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰亚胺中的一种。
4.根据权利要求1所述一种柔性热电元件的制作方法，其特征在于，所述P型热电材料的室温电导率＞50Scm，功率因子＞10μWm-1K-2，线路制成方式为丝网印刷。
5.根据权利要求1所述一种柔性热电元件的制作方法，其特征在于，所述P型热电材料包括碳材料填充的聚-3，4乙撑二氧噻吩/聚磺化苯乙烯、P型无机热电材料粉末填充的聚-3，4乙撑二氧噻吩/聚磺化苯乙烯、P型无机热电材料粉末填充的聚苯胺、P型无机热电材料粉末填充的聚吡咯、P型无机热电材料粉末填充的聚偏氟乙烯中的一种。
6.根据权利要求1所述一种柔性热电元件的制作方法，其特征在于，所述N型热电材料的室温电导率＞50Scm，功率因子＞10μWm-1K-2，线路制成方式为丝网印刷。
7.根据权利要求1所述一种柔性热电元件的制作方法，其特征在于，所述N型热电材料包括碳化钨填充聚偏氟乙烯、碳化钛填充聚偏氟乙烯、镍填充聚偏氟乙烯、N型热电材料粉末填充聚偏氟乙烯，N型热电材料粉末填充聚-3，4乙撑二氧噻吩/聚二烯丙基二甲基氯化铵中的一种。
8.根据权利要求1所述一种柔性热电元件的制作方法，其特征在于，所述柔性基板两端各钻有一排通孔，通孔中镀有金属，工艺方式为电镀，所述金属包括铜、银、金中的一种，通孔中金属镀层分别与柔性基板两面的N型热电线路与P型热电线路连接导通。
9.根据权利要求1所述一种柔性热电元件的制作方法，其特征在于，将多个两面分别印刷P型热电材料浆料和N型热电材料浆料的柔性绝缘基板粘结形成多层柔性线路板，通过钻通孔并在孔中镀金属联结多个线路板上的线路，获得更高的热电转换效率。
10.一种如权利要求1～8任意一项所述的柔性热电元件的制作方法所制作的柔性热电元件。
CN201710449930.9A 2017-06-14 2017-06-14 一种新型柔性热电元件的制作方法 Pending CN107293634A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710449930.9A CN107293634A (zh) 2017-06-14 2017-06-14 一种新型柔性热电元件的制作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710449930.9A CN107293634A (zh) 2017-06-14 2017-06-14 一种新型柔性热电元件的制作方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107293634A true CN107293634A (zh) 2017-10-24

Family

ID=60097805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710449930.9A Pending CN107293634A (zh) 2017-06-14 2017-06-14 一种新型柔性热电元件的制作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107293634A (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108666001A (zh) * 2018-06-07 2018-10-16 太仓萃励新能源科技有限公司 一种n型导电浆料的制备方法
CN108666000A (zh) * 2018-06-07 2018-10-16 太仓萃励新能源科技有限公司 一种n型无卤导电浆料的制备方法
CN108801453A (zh) * 2018-05-25 2018-11-13 浙江大学 一种具有紫外线强度监测功能的自供电柔性手环
CN108948976A (zh) * 2018-06-07 2018-12-07 太仓萃励新能源科技有限公司 一种n型导电涂料的合成方法
CN108986984A (zh) * 2018-06-07 2018-12-11 太仓萃励新能源科技有限公司 一种n型导电浆料的制备方法
CN109638147A (zh) * 2019-01-22 2019-04-16 太仓萃励新能源科技有限公司 一种能量收集隔热玻璃的制作方法
CN109704594A (zh) * 2019-01-22 2019-05-03 太仓萃励新能源科技有限公司 一种太阳光发电隔热玻璃的制作方法
CN113013313A (zh) * 2019-12-19 2021-06-22 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种高性能柔性有机无机复合热电薄膜及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08222770A (ja) * 1995-02-15 1996-08-30 Citizen Watch Co Ltd 熱電素子の製造方法
CN101385153A (zh) * 2006-02-22 2009-03-11 株式会社村田制作所 热电变换组件及其制造方法
CN102903840A (zh) * 2012-10-16 2013-01-30 上海大学 利用印刷电子制造工艺组装热电器件的方法
CN104934526A (zh) * 2015-06-11 2015-09-23 上海电力学院 一种可弯曲折叠的异质柔性热电转换器件
CN106784281A (zh) * 2016-12-14 2017-05-31 昆明理工大学 一种薄膜热电模块

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08222770A (ja) * 1995-02-15 1996-08-30 Citizen Watch Co Ltd 熱電素子の製造方法
CN101385153A (zh) * 2006-02-22 2009-03-11 株式会社村田制作所 热电变换组件及其制造方法
CN102903840A (zh) * 2012-10-16 2013-01-30 上海大学 利用印刷电子制造工艺组装热电器件的方法
CN104934526A (zh) * 2015-06-11 2015-09-23 上海电力学院 一种可弯曲折叠的异质柔性热电转换器件
CN106784281A (zh) * 2016-12-14 2017-05-31 昆明理工大学 一种薄膜热电模块

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108801453A (zh) * 2018-05-25 2018-11-13 浙江大学 一种具有紫外线强度监测功能的自供电柔性手环
CN108666001A (zh) * 2018-06-07 2018-10-16 太仓萃励新能源科技有限公司 一种n型导电浆料的制备方法
CN108666000A (zh) * 2018-06-07 2018-10-16 太仓萃励新能源科技有限公司 一种n型无卤导电浆料的制备方法
CN108948976A (zh) * 2018-06-07 2018-12-07 太仓萃励新能源科技有限公司 一种n型导电涂料的合成方法
CN108986984A (zh) * 2018-06-07 2018-12-11 太仓萃励新能源科技有限公司 一种n型导电浆料的制备方法
CN109638147A (zh) * 2019-01-22 2019-04-16 太仓萃励新能源科技有限公司 一种能量收集隔热玻璃的制作方法
CN109704594A (zh) * 2019-01-22 2019-05-03 太仓萃励新能源科技有限公司 一种太阳光发电隔热玻璃的制作方法
CN113013313A (zh) * 2019-12-19 2021-06-22 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种高性能柔性有机无机复合热电薄膜及其制备方法和应用
CN113013313B (zh) * 2019-12-19 2023-06-06 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种柔性有机无机复合热电薄膜及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107293634A (zh) 一种新型柔性热电元件的制作方法
TWI294757B (en) Circuit board with a through hole wire, and forming method thereof
EP1810332B1 (en) Nanotube-based circuit connection approach
US8093506B2 (en) Multilayer wiring board and power supply structure to be embedded in multilayer wiring board
CN101400218B (zh) 印刷电路板的多个层的互连方法
CN107896423B (zh) 一种快速散热的pcb
JP2015144212A (ja) 熱電変換モジュール
CN107734837B (zh) 一种快速散热的pcb
CN201853747U (zh) Led的导热及散热结构
KR100962369B1 (ko) 인쇄회로기판 및 그 제조방법
CN207802502U (zh) 高散热石墨烯线路板
CN104349592B (zh) 多层电路板及其制作方法
JP2009111331A (ja) 印刷回路基板及びその製造方法
JP2008130722A (ja) 固体電解コンデンサ内蔵回路基板とその製造方法
JP2015211196A5 (zh)
CN207692154U (zh) 一种散热型高密度互连pcb板
CN107579150A (zh) 一种平面热电元件的制作方法
JP2023039964A (ja) オプトエレクトロニクス部品同士の接触
CN109348616A (zh) 一种具有热传导结构的线路板及其制作方法
CN202178915U (zh) 盲孔型双面导热线路板
CN209659706U (zh) 一种具有热传导结构的线路板
CN203775528U (zh) 一种散热型铝银覆铜板
CN207118068U (zh) 一种多层柔性线路板
CN207766639U (zh) 一种基于Cds-SiO2纳米复合板的多层电路板
JP5939085B2 (ja) 温度差発電ユニット

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: Qingpu District of Shanghai City Hua Pu Road 201799 No. 500 building 6 room 6137 E

Applicant after: Shanghai Li Li Electronic Technology Co., Ltd.

Address before: 201804 Shanghai city Jiading District Road 388 Lane 67 No. 1201 Biyu

Applicant before: Shanghai Li Li Electronic Technology Co., Ltd.

RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20171024