CN114551709A - 一种热电转换器件及其制备方法、热电转换系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种热电转换器件及其制备方法、热电转换系统，热电转换器件包括：第一电极；位于第一电极的一侧表面且与第一电极电连接的P型元件和N型元件；分别位于P型元件和N型元件背离第一电极一侧的第二电极；位于第一电极背离P型元件和N型元件的第一导热板；位于第二电极背离P型元件和N型元件的第二导热板；位于第一导热板和/或第二导热板的表面的微结构，微结构的第一表面至微结构的第二表面的方向与第一导热板至第二导热板的方向相同，第一表面的面积小于第二表面的面积。微结构实现了热电转换器件内的热流的定向调控，从而增大了热电转换器件两端的温差，进而增大了热电转换器件的热电转换效率或者制冷功率。
Description
技术领域
本发明涉及热电转换技术领域，具体涉及一种热电转换器件及其制备方法、热电转换系统。
背景技术
热电材料是采用热电效应将热能和电能进行直接转换的一种无污染的绿色能源材料。热电材料能够利用温差发电而不需要机械部件，也不发生化学反应；还能够利用电压差制冷而无需压缩机或氟利昂等致冷剂。这使热电转换器件成为理想的无振动、无噪音、无泄漏、体积小、环境友好型电源和制冷器，近几年已被广泛应用于工业余热、地热能发电、清洁能源的风光热电联用、智能建筑及小区、深空探测、深海探测以及微电子及光电子器件散热。
热电转换效率是衡量材料热电转换能力的关键本征参数，如何调控提升热电转换效率是热电材料-器件-系统优化设计和应用的基础，也是制约热电材料研发、器件与系统优化及应用的瓶颈问题，严重制约现阶段新型热电材料及器件研制开发、能源高效及智能化利用、航空航天热电管理、节能智慧城市、分布式供能及储能技术的发展。
目前热电转换器件的热电转换效率一般较低(ZT≈1)，热电转换器件及系统的应用受到很大限制。
发明内容
因此，本发明提供一种热电转换器件及其制备方法、热电转换系统，以提高热电转换器件的热电转换效率。
本发明提供一种热电转换器件，包括：第一电极；位于所述第一电极的一侧表面且与所述第一电极电连接的P型元件和N型元件；分别位于所述P型元件和N型元件背离所述第一电极一侧的第二电极；位于所述第一电极背离所述P型元件和N型元件的第一导热板；位于所述第二电极背离所述P型元件和N型元件的第二导热板；微结构，所述微结构位于所述第一导热板背离所述第一电极的一侧表面，和/或，位于所述第一导热板朝向所述第一电极的一侧表面且与所述第一电极接触，和/或，位于所述第二导热板背离所述第二电极的一侧表面，和/或，位于所述第二导热板朝向所述第二电极的一侧表面且与所述第二电极接触；所述微结构具有相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面至第二表面的方向与所述第一导热板至第二导热板的方向相同，所述第一表面的面积小于所述第二表面的面积。
可选的，所述微结构的厚度具有微纳尺度。
可选的，所述微结构的厚度为10nm～10μm。
可选的，位于所述第一导热板或者所述第二导热板的一侧表面的所述微结构的数量为一个或多个；多个所述微结构呈阵列排布或平行排布。
可选的，所述微结构的材料为绝缘层，所述微结构的热导率为10W/(m.K)-300W/(m.K)。
可选的，所述微结构的材料包括氮化硼、氮化铝、氮化硅或碳化硅。
可选的，所述第一表面的面积大于零。
可选的，所述微结构的形状包括圆台或棱台。
可选的，所述第一导热板背离所述第一电极的一侧表面以及所述第二导热板朝向所述第二电极的一侧表面设置有若干平行排布的微结构。
本发明还提供一种热电转换器件的制备方法，包括：提供第一导热板和第二导热板，所述第一导热板具有相对的第一侧和第二侧，所述第二导热板具有相对的第三侧和第四侧，所述第一侧、第二侧、第三侧和第四侧中的至少一侧形成有微结构，所述微结构具有相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面的面积小于所述第二表面的面积；提供第一电极和第二电极；将P型元件设置于所述第一电极和部分所述第二电极之间，将N型元件设置于所述第一电极和另一部分所述第二电极之间；将所述第一导热板设置于所述第一电极背离所述P型元件的一侧，将所述第二导热板设置于所述第二电极背离所述P型元件的一侧，所述微结构从第一表面至第二表面的方向与从所述第一导热板至第二导热板的方向相同。
可选的，采用3D打印、激光烧蚀、光刻加刻蚀或精密铸造工艺形成所述微结构。
本发明还提供一种热电转换系统，包括所述热电转换器件。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的热电转换器件中设置有微结构，所述微结构的第一表面的面积小于所述第二表面的面积，所述第一表面至第二表面的方向与所述第一导热板至第二导热板的方向相同，即，在所述第一导热板至第二导热板的方向上所述微结构是不对称的，这使在热电转换过程中热电转换器件内产生热整流效应，也就是说，第二导热板至第一导热板的热流(正向热流)大于第一导热板至第二导热板的热流(反向热流)，热流的定向调控增大了热电转换器件两端的温差，进而增大了热电转换器件的热电转换效率或者制冷功率。
2.本发明提供的热电转换器件，所述微结构的厚度具有微纳尺度，一方面，微纳尺度的微结构具有较低的有效热导率，能够增大热电优值，从而增大了热电转换器件的热电转换效率或者制冷功率；另一方面，微纳尺度会增大热整流效应，这增大了器件两端的温差，从而增大了热电转换器件的热电转换效率或者制冷功率。
3.本发明提供的热电转换器件的制备方法，通过形成微结构实现了热电转换器件内的热流的定向调控，从而增大了热电转换器件两端的温差，进而增大了热电转换器件的热电转换效率或者制冷功率。
4.本发明提供的热电转换系统，所采用的热电转换器件中设置有微结构，具有较高的热电转换效率或者制冷功率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例1提供的热电转换器件的结构示意图；
图2为图1所示的微结构的正视图；
图3为图1所示的一种矩阵排布的微结构的俯视图；
图4为图1所示的另一种矩阵排布的微结构的俯视图；
附图标记说明：
1-第一导热板；11-第一侧；12-第二侧；2-第一电极；3-第二电极；4-第二导热板；41-第三侧；42-第四侧；5-微结构；51-微结构设置区；6-P型元件；7-N型元件。
具体实施方式
通过调控材料热电优值(ZT)、电导率(σ)、热导率(κ)、塞贝克系数(S)等固有参数，或者，提高器件两端温差是提升器件热电转换效率或冷功率的主要思路。
目前主要通过改变材料内部微纳结构或者掺杂浓度，降低材料热导率、提升材料电导率及塞贝克系数，从而提升材料热电优值。这类方法涉及到材料种类匹配、掺杂浓度、缺陷调控等等，提升热电转换效率仍然比较困难。
另一类是通过减少接触热阻和接触电阻、减少热电臂侧面漏热、利用有限元数值模拟优化设计器件尺寸及各部分间的耦合关系，从而提升器件的热电转换效率。但是这些仅能起到修补作用，通过各种设计匹配尽使得器件达到材料应有的热电转换效率，在各部分材料已定的情况下并不能额外提升器件转换效率。
在此基础上，本发明提供一种热电转换器件，包括：第一电极；位于所述第一电极的一侧表面且与所述第一电极电连接的P型元件和N型元件；分别位于所述P型元件和N型元件背离所述第一电极一侧的第二电极；位于所述第一电极背离所述P型元件和N型元件的第一导热板；位于所述第二电极背离所述P型元件和N型元件的第二导热板；微结构，所述微结构位于所述第一导热板背离所述第一电极的一侧表面，和/或，位于所述第一导热板朝向所述第一电极的一侧表面且与所述第一电极接触，和/或，位于所述第二导热板背离所述第二电极的一侧表面，和/或，位于所述第二导热板朝向所述第二电极的一侧表面且与所述第二电极接触；所述微结构具有相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面至第二表面的方向与所述第一导热板至第二导热板的方向相同，所述第一表面的面积小于所述第二表面的面积。所述热电转换器件具有较高的热电转换效率或者制冷功率。
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1
参见图1，本实施例提供一种热电转换器件，包括：
第一电极2；
位于所述第一电极2的一侧表面且与所述第一电极2电连接的P型元件6和N型元件7；
分别位于所述P型元件6和N型元件7背离所述第一电极2一侧的第二电极3；
位于所述第一电极2背离所述P型元件6和N型元件7的第一导热板1；
位于所述第二电极3背离所述P型元件6和N型元件7的第二导热板4；
微结构5，所述微结构5位于所述第一导热板1背离所述第一电极2的一侧表面，和/或，位于所述第一导热板1朝向所述第一电极2的一侧表面且与所述第一电极2接触，和/或，位于所述第二导热板4背离所述第二电极3的一侧表面，和/或，位于所述第二导热板4朝向所述第二电极3的一侧表面且与所述第二电极3接触；所述微结构5具有相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面至第二表面的方向与所述第一导热板1至第二导热板4的方向相同，所述第一表面的面积小于所述第二表面的面积。
上述热电转换器件中设置有微结构5，所述微结构5的第一表面的面积小于所述第二表面的面积，所述第一表面至第二表面的方向与所述第一导热板1至第二导热板4的方向相同，即，在所述第一导热板1至第二导热板4的方向上所述微结构5是不对称的，这使在热电转换过程中热电转换器件内产生热整流效应，也就是说，第二导热板4至第一导热板1的热流(正向热流)大于第一导热板1至第二导热板4的热流(反向热流)，热流的定向调控增大了热电转换器件两端的温差，进而增大了热电转换器件的热电转换效率或者制冷功率。
具体的，所述第一导热板1具有相对的第一侧11和第二侧12，所述第二导热板4具有相对的第三侧41和第四侧42，所述第一侧11至第二侧12的方向与所述第一导热板1至第二导热板4的方向相同，所述第三侧41至第四侧42的方向与所述第一导热板1至第二导热板4的方向相同。在第一种实施方式中，所述微结构5位于所述第一侧11、第二侧12、第三侧41和第四侧42中的其中一侧表面；在第二种实施方式中，所述微结构5位于所述第一侧11、第二侧12、第三侧41和第四侧42中的其中两侧表面，如图1所示，所述微结构5位于第一侧11和第三侧41表面；在第三种实施方式中，所述微结构5位于所述第一侧11、第二侧12、第三侧41和第四侧42中的其中三侧表面；在第四种实施方式中，所述微结构5位于所述第一侧11、第二侧12、第三侧41和第四侧42中的其中四侧表面。整流效果随着设置有微结构5的侧数的增加而相应叠加，当所述第一侧11、第二侧12、第三侧41和第四侧42均设置有微结构5时，整流效果最大，也即，热电转换器件具有最大的热电转换效率或者制冷功率。
在本实施例中，如图1-图2所示，所述第一表面的面积大于零。整流效果与微结构5的不对称程度成正相关，即第一表面与第二表面的面积之差越大，热整流效果越明显。当所述微结构5位于第二侧12和第三侧41时，所述第一表面的面积大于零，能够在获得明显热整流效果的同时，保证热电转换器件的结构稳定性。
作为可选的实施方式，如图3-图4所示，所述微结构5的形状包括但不限于圆台或棱台。当微结构的形状为圆台时，圆台的锥角为5度～175度。示例性的，所述锥角可以为5度、30度、60度、90度、120度、150度或175度。
在本实施例中，所述微结构5的厚度具有微纳尺度，即，所述微结构5的厚度为10- 9m-10-6m。一方面，微纳尺度的微结构5具有较低的有效热导率，能够增大热电优值，从而增大了热电转换器件的热电转换效率或者制冷功率；另一方面，微纳尺度会增大热整流效应，这增大了器件两端的温差，从而增大了热电转换器件的热电转换效率或者制冷功率。
作为可选的实施方式，所述微结构5的厚度为10nm～10μm。示例性的，所述微结构5的厚度可以为10nm、20nm、50nm、100nm、250nm、500nm、750nm、1μm、2.5μm、5μm、7.5μm或10μm。
在本实施例中，所述微结构5的材料为绝缘层，所述微结构5的热导率为10W/(m.K)-300W/(m.K)。作为可选的实施方式，所述微结构5的材料包括但不限于氮化硼、氮化铝、氮化硅或碳化硅。所述第一导热板1或者所述第二导热板4的材料可以与位于其上的所述微结构5的材料相同。
在一个实施方式中，参见图1-图4，位于所述第一导热板1或者所述第二导热板4的一侧表面的所述微结构5的数量为多个，所述第一导热板1或者所述第二导热板4的一侧表面具有微结构设置区51，所述第一电极2在所述第一导热板1表面的正投影位于微结构设置区51内或与微结构设置区51重合。
具体的，参见图3-图4，多个所述微结构5在所述微结构设置区51呈阵列排布；或者，多个所述微结构5在所述微结构设置区51平行排布。相邻所述微结构5间隔的距离为0-1mm；示例性的，相邻所述微结构5间隔的距离可以为0、1μm、5μm、10μm、20μm、50μm、100μm、200μm、500μm、750μm或1mm。
优选的，当第三侧41设置有多个所述微结构5时，所述第三侧41具有与所述第二电极3相对设置的微结构子设置区，部分所述微结构在所述微结构子设置区呈阵列排布，或者，部分所述微结构在所述微结构子设置区呈平行排布，或者，所述微结构子设置区设置有一个覆盖所述微结构子设置区的微结构且相邻微结构子设置区的微结构相互平行。
在另一个实施方式中，位于所述第一导热板1或者所述第二导热板4的一侧表面的所述微结构的数量为一个，所述第一电极2在所述第一导热板1表面的正投影位于所述微结构5在所述第一导热板1上的正投影内或与所述微结构5在所述第一导热板1上的正投影重合。
需要理解的是，所述微结构5位于所述第一侧11、第二侧12、第三侧41和第四侧42中的其中两侧表面、其中三侧表面或其中四侧表面时，位于不同侧的微结构5的排布方式可以相同，也可以不同。
实施例2
本发明还提供一种热电转换器件的制备方法，包括：
S1、提供第一导热板1和第二导热板4，所述第一导热板1具有相对的第一侧11和第二侧12，所述第二导热板4具有相对的第三侧41和第四侧42，所述第一侧11、第二侧12、第三侧41和第四侧42中的至少一侧形成有微结构5，所述微结构5具有相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面的面积小于所述第二表面的面积；
S2、提供第一电极2和第二电极3；将P型元件6设置于所述第一电极2和部分所述第二电极3之间，将N型元件7设置于所述第一电极2和另一部分所述第二电极3之间；
S3、将所述第一导热板1设置于所述第一电极2背离所述P型元件6的一侧，将所述第二导热板4设置于所述第二电极3背离所述P型元件6的一侧，所述微结构5从第一表面至第二表面的方向与从所述第一导热板1至第二导热板4的方向相同。
上述热电转换器件的制备方法，通过形成微结构实现了热电转换器件内的热流的定向调控，从而增大了热电转换器件两端的温差，进而增大了热电转换器件的热电转换效率或者制冷功率。
进一步地，形成所述微结构包括但不限于3D打印、激光烧蚀、光刻加刻蚀或精密铸造工艺。
实施例3
本实施例提供一种热电转换系统，包括实施例1提供的热电转换器件。所述热电转换系统具有所述热电转换器件的全部优点，在此不再赘述。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种热电转换器件，其特征在于，包括：
第一电极；
位于所述第一电极的一侧表面且与所述第一电极电连接的P型元件和N型元件；
分别位于所述P型元件和N型元件背离所述第一电极一侧的第二电极；
位于所述第一电极背离所述P型元件和N型元件的第一导热板；
位于所述第二电极背离所述P型元件和N型元件的第二导热板；
微结构，所述微结构位于所述第一导热板背离所述第一电极的一侧表面，和/或，位于所述第一导热板朝向所述第一电极的一侧表面且与所述第一电极接触，和/或，位于所述第二导热板背离所述第二电极的一侧表面，和/或，位于所述第二导热板朝向所述第二电极的一侧表面且与所述第二电极接触；所述微结构具有相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面至第二表面的方向与所述第一导热板至第二导热板的方向相同，所述第一表面的面积小于所述第二表面的面积。
2.根据权利要求1所述的热电转换器件，其特征在于，所述微结构的厚度具有微纳尺度。
3.根据权利要求2所述的热电转换器件，其特征在于，所述微结构的厚度为10nm～10μm。
4.根据权利要求1至3任一项所述的热电转换器件，其特征在于，位于所述第一导热板或者所述第二导热板的一侧表面的所述微结构的数量为一个或多个；多个所述微结构呈阵列排布或平行排布。
5.根据权利要求1至3任一项所述的热电转换器件，其特征在于，所述微结构的材料为绝缘层，所述微结构的热导率为10W/(m.K)-300W/(m.K)；
优选的，所述微结构的材料包括氮化硼、氮化铝、氮化硅或碳化硅。
6.根据权利要求1至3任一项所述的热电转换器件，其特征在于，所述第一表面的面积大于零；
优选的，所述微结构的形状包括圆台或棱台。
7.根据权利要求1所述的热电转换器件，其特征在于，所述第一导热板背离所述第一电极的一侧表面以及所述第二导热板朝向所述第二电极的一侧表面设置有若干平行排布的微结构。
8.一种热电转换器件的制备方法，其特征在于，包括：
提供第一导热板和第二导热板，所述第一导热板具有相对的第一侧和第二侧，所述第二导热板具有相对的第三侧和第四侧，所述第一侧、第二侧、第三侧和第四侧中的至少一侧形成有微结构，所述微结构具有相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面的面积小于所述第二表面的面积；
提供第一电极和第二电极；将P型元件设置于所述第一电极和部分所述第二电极之间，将N型元件设置于所述第一电极和另一部分所述第二电极之间；
将所述第一导热板设置于所述第一电极背离所述P型元件的一侧，将所述第二导热板设置于所述第二电极背离所述P型元件的一侧，所述微结构从第一表面至第二表面的方向与从所述第一导热板至第二导热板的方向相同。
9.根据权利要求1所述的热电转换器件，其特征在于，采用3D打印、激光烧蚀、光刻加刻蚀或精密铸造工艺形成所述微结构。
10.一种热电转换系统，其特征在于，包括：权利要求1至7任意一项所述的热电转换器件。
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| CN202210219714.6A CN114551709A (zh) | 2022-03-08 | 2022-03-08 | 一种热电转换器件及其制备方法、热电转换系统 |
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN108362149A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-08-03 | 厦门大学 | 具有多尺度表面结构特征的微通道换热板的制造方法 |
| KR20190000132A (ko) * | 2017-06-22 | 2019-01-02 | 삼성중공업 주식회사 | 열전발전장치 및 열전발전방법 |
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2022
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| CN108362149A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-08-03 | 厦门大学 | 具有多尺度表面结构特征的微通道换热板的制造方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 伏泊霖;宋琳;李旭;陶海岩;宋晓伟;林景全;: "高光谱吸收微纳结构表面提高太阳能温差发电性能的研究", 光谱学与光谱分析, no. 06, 15 June 2019 (2019-06-15) * |
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