CN110061120A - 一种生产致冷件用的半导体原料和半导体致冷件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及致冷件制造技术领域，名称是一种生产致冷件用的半导体原料和半导体致冷件，一种生产致冷件用的半导体原料，它包括97.00—97.40%的三碲化二鉍粉，2.0—2.2%的锑粉或硒粉，余量是钼粉，一起熔炼、拉晶、切割而成，所用的半导体拉晶过程是在330—350℃情况下经过8小时拉晶而成，一种半导体致冷件，包括瓷板和半导体晶粒，半导体晶粒是焊接在瓷板上的，瓷板是瓷片制成的，在它的表面烧结有金属化层，晶粒通过锡焊接在瓷板的金属化层上：所述的半导体晶粒是用上述的半导体材料制成的，这样的半导体材料用于致冷件上和这样的半导体致冷件具有致冷效率更高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及致冷件制造技术领域，特别是涉及生产致冷件用的半导体原料和半导体致冷件。
背景技术
致冷件的主要作用是用于半导体制冷、温差发电等，致冷件包括瓷板和半导体晶粒，半导体晶粒是焊接在瓷板上的，瓷板是瓷片制成的，它起着电绝缘、导热和支撑作用，在它的表面烧结有金属化层，晶粒通过锡焊接在瓷板的金属化层上，晶粒的主要成分是三碲化二鉍，它是致冷组件的主功能部件，它通过锡焊接在瓷板的金属化层上。
通常情况下，晶粒的三碲化二鉍要求纯度达到97.0 %左右，如果里面掺锑，可以制成P型半导体，如果里面掺硒可以制成N型半导体。
现有技术中，人们总是想方设法提高三碲化二鉍的纯度，以提高致冷件的工作效率，但是这样的潜力也是有限的，追求更高的致冷效率是人们的奋斗目标。
发明内容
本发明的目的就是针对上述缺点，提供一种用于致冷件上，致冷效率更高的生产致冷件用的半导体原料和致冷效率更高的半导体致冷件。
本发明生产致冷件用的半导体的技术方案是这样实现的：一种生产致冷件用的半导体原料，其特征是：它包括97.00—97.40%的三碲化二鉍粉，2.0—2.2%的锑粉或硒粉，余量是钼粉，一起熔炼、拉晶、切割而成。
较好的，它还包括有0.01—0.02%的锌粉。
最好的，它包括97.20%的三碲化二鉍，2.10%的锑或硒，0.015%的锌，余量是钼。
较好的，所用的半导体拉晶过程是在330—350℃情况下经过8小时拉晶而成。
本发明半导体致冷件的技术方案是这样实现的：一种半导体致冷件，包括瓷板和半导体晶粒，半导体晶粒是焊接在瓷板上的，瓷板是瓷片制成的，在它的表面烧结有金属化层，晶粒通过锡焊接在瓷板的金属化层上：其特征是：所述的半导体晶粒是用上述的半导体材料制成的。
本发明的有益效果是：
这样的半导体材料用于致冷件上和这样的半导体致冷件具有致冷效率更高的优点；
它还包括有0.01—0.02%的锌粉；即它包括97.20%的三碲化二鉍，2.10%的锑或硒，0.015%的锌，余量是钼；所用的半导体拉晶过程是在330—350℃情况下经过8小时拉晶而成；可以达到上述效果更好的目的。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
本发明所用的钼粉是200目的钼粉。
实施例1
按照传统工艺，半导体的材料是纯度达到97.2%的三碲化二鉍，里面掺有锑或硒，经过熔炼、拉晶、切割，分别制成P型半导体或N型半导体晶粒.即里面不含钼粉，用这些半导体晶粒制成第一致冷件。
实施例2
半导体的材料是用97.00%的三碲化二鉍粉，2.0%的锑粉或硒粉，1.0 %的钼粉，经过熔炼、拉晶、切割，分别制成P型半导体或N型半导体晶粒，用这些半导体晶粒制成第二致冷件。
实施例3
半导体的材料是用97.40%的三碲化二鉍粉，2.2%的锑粉或硒粉，余量是钼粉，经过熔炼、拉晶、切割，分别制成P型半导体或N型半导体晶粒，用这些半导体晶粒制成第三致冷件。
实施例4
半导体的材料是用97.2%的三碲化二鉍粉，2.1%的锑粉或硒粉，余量是钼粉，经过熔炼、拉晶、切割，分别制成P型半导体或N型半导体晶粒，用这些半导体晶粒制成第四致冷件。
用上述实施例制成同样大小的致冷件，这些致冷件消耗同样的电力。测得这些致冷件降低5℃时所需的时间如下：
| 第一致冷件 | 第二致冷件 | 第三致冷件 | 第四致冷件 | |
| 制冷测降低5℃时所需的时间（S） | 590 | 410 | 400 | 330 |
| 制冷测降低8℃时所需的时间（S） | 1000 | 830 | 810 | 640 |
| 制冷测降低10℃时所需的时间（S） | 1400 | 1300 | 1190 | 890 |
上述实验证明：在三碲化二鉍里面掺有钼粉，可以达到良好的制冷效果，同时，发明人还实验了用铌、锆、钇、铑、钯代替钼粉，没有上述效果。
在上述的实施例的原料中增加0.015%的锌粉，重新作上述实施例，测得如下数据：
| 第一致冷件 | 第二致冷件 | 第三致冷件 | 第四致冷件 | |
| 制冷测降低5℃时所需的时间（S） | 580 | 330 | 350 | 280 |
| 制冷测降低8℃时所需的时间（S） | 1000 | 550 | 560 | 440 |
| 制冷测降低10℃时所需的时间（S） | 1520 | 930 | 8000 | 520 |
上述实验证明：在三碲化二鉍里面掺有锌粉，可以达到更好的制冷效果，同时，发明人还实验了用铁、铝、镁、嫁、铜代替钼粉，没有上述效果。
上述实验证明：半导体制冷材料中含有97.20%的三碲化二鉍，2.1%的锑或硒，0.015%的锌，余量是钼，效果最佳。
传统的工艺是在450—500℃情况下经过2小时拉晶而成，重复上述实验；并且所用的半导体拉晶过程是在330—350℃情况下经过,8小时拉晶而成，能使上述的致冷件达到其冷却的温度所花的时间普遍减少10—20秒。
如果所用的半导体拉晶过程是在330—350℃情况下经过7小时拉晶而成，没有上述的效果。
并且，所用的半导体拉晶过程不是在330—350℃情况下经过8小时拉晶而成，没有上述的效果。
Claims (5)
1.一种生产致冷件用的半导体原料，其特征是：它包括97.00—97.40%的三碲化二鉍粉，2.0—2.2%的锑粉或硒粉，余量是钼粉，一起熔炼、拉晶、切割而成。
2.根据权利要求1所述的生产致冷件用的半导体原料，其特征是：它还包括有0.01—0.02%的锌粉。
3.根据权利要求1所述的生产致冷件用的半导体原料，其特征是：它包括97.20%的三碲化二鉍，2.1的锑或硒，0.015的锌，余量是钼。
4.根据权利要求1、2或3所述的生产致冷件用的半导体原料，其特征是：所用的半导体拉晶过程是在330—350℃情况下经过8小时拉晶而成的。
5.一种半导体致冷件，包括瓷板和半导体晶粒，半导体晶粒是焊接在瓷板上的，瓷板是瓷片制成的，在它的表面烧结有金属化层，晶粒通过锡焊接在瓷板的金属化层上：其特征是：所述的半导体晶粒是用上述权利要求1、2、3或4的半导体材料制成的。
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