CN110364617A - 一种柔性热电器件的制造方法及其制得的柔性热电器件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性热电器件的制造方法及其制得的柔性热电器件，该制造方法包括：制造带有部件图案的丝网版，其中，部件用于构成柔性热电器件；根据丝网印刷方法和丝网版，按照设计出的部件图案制造部件；将部件进行封装，以得到柔性热电器件。本发明借助上述技术方案，通过丝网印刷技术制备柔性热电发电器件，该制造方法具有操作方便、便于实施的优点。

Description

一种柔性热电器件的制造方法及其制得的柔性热电器件

技术领域

本发明涉及热电发电器件技术领域，具体来说，涉及一种柔性热电器件的制造方法及其制得的柔性热电器件。

背景技术

近年来，由于可穿戴设备(或柔性热电器件)的潜在应用前景，柔性热电器件的制备受到了越来越多的关注。实际上，由于很多热源都有自己独特的形状，柔性热电器件可以实现更好地热接触。

此外，热电器件是热电材料实现应用的重要手段。此外，由于热电器件具有体积小、重量轻、无传动机构、无污染释放等诸多的优势，使得其在工业废热回收、汽车余热回收、空间电源、民用制冷等领域具有很好的应用前景与优势，但是，目前制造热点器件的工艺方法的流程较为繁琐。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种柔性热电器件的制造方法及其制得的柔性热电器件，其通过丝网印刷技术制备柔性热电发电器件，该制造方法具有操作方便、便于实施的优点。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种柔性热电器件的制造方法。

该柔性热电器件的制造方法包括：制造带有部件图案的丝网版，其中，部件用于构成柔性热电器件；根据丝网印刷方法和丝网版，按照设计出的部件图案制造部件；将部件进行封装，以得到柔性热电器件。

根据本发明的一个实施例，制造带有部件图案的丝网版包括：根据应用场合及性能要求，设计部件的参数，部件的参数包括：部件的尺寸、部件的个数；根据部件的参数，制造带有部件图案的丝网版。

根据本发明的一个实施例，部件包括：P型热电臂、N型热电臂和电极电臂。

根据本发明的一个实施例，制造方法还包括：根据丝网印刷方法和丝网版，分别制造出P型热电臂、N型热电臂和电极电臂。

根据本发明的一个实施例，P型热电臂的横截面的形状为矩形，以及N型热电臂的横截面的形状为Z字型，以及电极电臂的横截面的形状为带有一缺块的矩形。

根据本发明的一个实施例，将制造的部件进行封装，以得到柔性热电器件包括：将P型热电臂和N型热电臂首尾连接，以得到结构件；以及将电极电臂和结构件的两端连接。

根据本发明的一个实施例，利用有机硅灌封胶进行封装。

根据本发明的一个实施例，根据丝网印刷方法和丝网版，按照设计出的部件图案制造部件包括：步骤S1，选用聚酰亚胺薄膜为承载物；步骤S2，将丝网版放置在承载物的上方，以及将搅拌后的热电材料通过丝网板的丝网孔粘结到承载物上形成部件，然后进行固化处理。

根据本发明的一个实施例，步骤S1之前包括：将承载物放置到乙醇中，超声清洗10～15分钟，最后干燥。

根据本发明的一个实施例，固化处理包括：对部件进行烘干处理，然后进行退火处理。

根据本发明的另一方面，提供了一种柔性热电器件。

该柔性热电器件包括：该柔性热电器件通过上述任一项柔性热电器件的制造方法制得。

本发明的有益技术效果在于：

本发明通过制造带有部件图案的丝网版，随后根据丝网印刷方法和丝网版，按照设计出的部件图案制造部件，最后将部件进行封装，以得到柔性热电器件，从而通过丝网印刷技术制备柔性热电发电器件，该制造方法具有操作方便、便于实施的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的柔性热电器件的制造方法的流程图；

图2是根据本发明具体实施例的柔性热电器件的制造方法的流程图；

图3是根据本发明一实施例的P型热电臂的横截面示意图；

图4是根据本发明一实施例的N型热电臂的横截面示意图；

图5是根据本发明一实施例的电极热电臂的横截面示意图；

图6是根据本发明一实施例的封装后的柔性电器件的横截面示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种柔性热电器件的制造方法。

如图1所示，根据本发明实施例的柔性热电器件的制造方法包括：步骤S101，制造带有部件图案的丝网版，其中，部件用于构成柔性热电器件；步骤S103，根据丝网印刷方法和丝网版，按照设计出的部件图案制造部件；步骤S105，将部件进行封装，以得到柔性热电器件。

借助于本发明的上述技术方案，通过制造带有部件图案的丝网版，随后根据丝网印刷方法和丝网版，按照设计出的部件图案制造部件，最后将部件进行封装，以得到柔性热电器件，从而通过丝网印刷技术制备柔性热电发电器件，该制造方法具有操作方便、便于实施的优点。

为了更好的描述本发明的技术方案，下面通过具体的实施例进行详细的描述。

丝网印刷属于孔版印刷，常应用于招贴画、名片、商品品牌及丝染纺织品，同时，丝网印刷具有不受承印物形状和大小限制、印刷方式灵活多样、制版方便，价格便宜、技术易于掌握等优点，但是现有技术还尚未将丝网印刷技术在热电器件上的应用。然而，本发明通过丝网印刷技术制备柔性热电发电器件，使得热电器件的制造过程具有操作方便、便于实施的优点。

此外，该柔性热电器件的制造方法包括：

步骤S1、部件图案的丝网版设计及加工

根据应用场合及实际热电器件的性能需求，设计部件图案，该部件为构造柔性热电器件的部件，此外，当然可以理解，该部件可根据实际需求进行选择，例如，根据本发明的一个实施例，该部件为P型热电臂、N型热电臂和电极电臂，本发明对此不作限定。

此外，在设计部件图案的过程中，首先，需要设计部件的参数，该部件的参数包括部件的尺寸、部件的个数和间距等，例如，根据本发明的一个实施例，在部件为P型热电臂、N型热电臂和电极电臂的情况下，部件的参数包括P型热电臂的尺寸、N型热电臂的尺寸、电极电臂的尺寸、以及P型热电臂和N型热电臂的对数等，随后根据部件的参数，制造带有部件图案的丝网版，此外，在设计部件图案的丝网版的过程中，还需设计定位线。

步骤S2、利用丝网印刷技术印刷电极

将热电材料调到合适的浓度及粘度，施加一定的压力，调到合适的印刷间距，通过丝网印刷的方法，按照设计的电极图案制备出电极，从而通过丝网印刷的方法使得制备的电极分布均匀且图案清晰，该方法具有操作简单易行等优点，具体地：选用聚酰亚胺薄膜为承载物，通过将丝网版放置在承载物的上方，以及将搅拌后的热电材料通过丝网板的丝网孔粘结到承载物上形成部件，然后进行固化处理。

此外，上述固化处理的具体步骤如下：将印刷好的热电材料图案放到烘箱中，60℃烘干，随后将烘干后的银电极120℃退火处理。此外，当然可以理解，虽然其示出了固化处理中所需的具体参数，但本领域的技术人员可根据实际需求对固化处理的参数进行设置，例如，根据本发明的一个实施例，将印刷好的热电材料图案放到烘箱中，70℃烘干，本发明对此不作限定。

另外，在使用聚酰亚胺薄膜前，还需对聚酰亚胺薄膜进行清洗，清洗所用溶剂为乙醇，将承载物放置到乙醇中，超声清洗10～15分钟，最后干燥。此外，当然可以理解，上述超声清洗的时间参数也可根据实际需求进行设置，本发明对此不做限定。

步骤S3、利用丝网印刷技术印刷P型热电臂和N型热电臂

采用与步骤S2同样地方法分别印刷P型热电臂和N型热电臂。

步骤S4、器件封装

对器件进行封装保护，通过选用具有导热阻燃效果的封装胶，以方便温差的建立，例如，根据本发明的一个实施例，通过有机硅灌封胶进行封装。

为了更好的理解上述技术方案，下面通过具体的实施例进行详细的描述。

如图2所示，该柔性热电器件的制造方法包括：

步骤S1、丝网版电极设计及加工、丝网版P型热电臂设计及加工、丝网版N型热电臂设计及加工

根据应用场合及实际热电器件的性能需求，分别设计P型热电臂图案的参数、N型热电臂图案的参数、电极电臂图案的参数。同时，如图3所示，该P型热电臂的横截面的形状为矩形，该矩形的长度为8mm，宽度为2mm；如图4所示，该N型热电臂的横截面的形状为Z字型，并且Z字的弯折处呈90度，即该Z字型是由两个平行设置的第一矩形、以及与上述两个平行设置的第一矩形垂直设置的第二矩形构成。同时，该Z字型中的两个第一矩形的参数完全，该第一矩形的长度为6mm，同时，该Z字型中的第一矩形和第二矩形的宽度均为2mm，同时，该Z字型中的第二矩形的长度为8mm；如图5所示，该电极热电臂的横截面的形状为带有一缺块的矩形，该矩形为11mm*5mm，缺块为位于矩形右下角的区域，同时，当然可以理解，该缺口的具体参数和设置位置还可根据实际需求进行设置，本发明对此不做限定。随后，根据设计的P型热电臂的图案的参数、N型热电臂的图案的参数和电极电臂的图案的参数，制造带有P型热电臂的图案的丝网版、N型热电臂的图案的丝网版和电极电臂的图案的丝网版。

此外，当然可以理解，虽然在本实施例中，具体限定了部件的类型和参数，但本领域可根据实际需求设置部件的类型和参数，本发明对此不作限定。

步骤S2、丝网印刷电极

在使用聚酰亚胺薄膜前，还需对聚酰亚胺薄膜进行清洗，清洗所用溶剂为乙醇，将承载物放置到乙醇中，超声清洗10～15分钟，最后干燥。随后，选用聚酰亚胺薄膜为承载物，通过将丝网版放置在承载物的上方，以及将搅拌后的银浆通过丝网板的丝网孔粘结到承载物上形成部件，随后将印刷好的银浆图案放到烘箱中，60℃烘干，随后将烘干后的银电极120℃退火处理。

此外，在本实施例中，虽然示出了承载物为聚酰亚胺薄膜以及热电材料为银浆，但本领域的技术人员可根据实际需求对承载物和热电材料进行选择，本发明对此不作限定。

步骤S3、丝网印刷P型材料(或P型热电臂)和N型材料(或N型热电臂)

采用与步骤S2同样地方法分别印刷P型材料和N型材料。

步骤S4、器件封装

如图6所示，首先，将P型热电臂和N型热电臂首尾连接，以得到结构件，随后，将电极电臂和结构件的两端连接，即中间部分(或结构件)是多个P型热电臂和和多个N型热电臂首尾连接，在两端是电极电臂。此外，考虑到温差建立及器件保存，对该器件进行卷制及封装，即将制作的条形器件卷制成柱状，卷制的厚度为15mm。另外，封装材料为有机硅灌封胶，取相同质量的A组份有机硅灌封胶和B组份有机硅灌封胶，搅拌至混合均匀，灌装到制作的器件中，60℃干燥至封装胶凝固。

此外，在本实施例中，虽然限定了具体的参数取值，但本领域的技术人员可根据实际需求对参数进行设置，例如，根据本发明的一个实施例，该卷制的厚度为18mm，本发明对此不作限定。

步骤S5、器件测试

根据本发明的实施例，还提供了提供了一种柔性热电器件。

该柔性热电器件通过上述柔性热电器件的制造方法制得。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过制造带有部件图案的丝网版，随后根据丝网印刷方法和丝网版，按照设计出的部件图案制造部件，最后将部件进行封装，以得到柔性热电器件，从而通过丝网印刷技术制备柔性热电发电器件，该制造方法具有操作方便、便于实施的优点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种柔性热电器件的制造方法，其特征在于，包括：

制造带有部件图案的丝网版，其中，部件用于构成所述柔性热电器件；

根据丝网印刷方法和所述丝网版，按照设计出的所述部件图案制造所述部件；

将所述部件进行封装，以得到所述柔性热电器件。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，制造带有部件图案的丝网版包括：

根据应用场合及性能要求，设计所述部件的参数，所述部件的参数包括：所述部件的尺寸、所述部件的个数；

根据所述部件的参数，制造带有所述部件图案的丝网版。

3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述部件包括：P型热电臂、N型热电臂和电极电臂。

4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括：

根据丝网印刷方法和所述丝网版，分别制造出所述P型热电臂、所述N型热电臂和所述电极电臂。

5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述P型热电臂的横截面的形状为矩形，以及所述N型热电臂的横截面的形状为Z字型，以及所述电极电臂的横截面的形状为带有一缺块的矩形。

6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，将制造的部件进行封装，以得到所述柔性热电器件包括：

将所述P型热电臂和所述N型热电臂首尾连接，以得到结构件；以及

将所述电极电臂和所述结构件的两端连接。

7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，利用有机硅灌封胶进行封装。

8.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，根据丝网印刷方法和所述丝网版，按照设计出的所述部件图案制造部件包括：

步骤S1，选用聚酰亚胺薄膜为承载物；

步骤S2，将所述丝网版放置在所述承载物的上方，以及将搅拌后的热电材料通过所述丝网板的丝网孔粘结到所述承载物上形成所述部件，然后进行固化处理。

9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述步骤S1之前包括：

将所述承载物放置到乙醇中，超声清洗10～15分钟，最后干燥。

10.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述固化处理包括：

对所述部件进行烘干处理，然后进行退火处理。

11.一种柔性热电器件，其特征在于，所述柔性热电器件通过权利要求1-10任一项所述的柔性热电器件的制造方法制得。