CN115428173A - 热电元件 - Google Patents

Abstract

根据本发明的一个实施方案的热电元件包括第一基底、设置在第一基底上的第一绝缘层、设置在第一绝缘层上的第一电极、设置在第一电极上的复数个半导体结构、和设置在复数个半导体结构上的第二电极，其中第一绝缘层的上表面的至少一部分的粗糙表面的从中心线到轮廓曲线的长度的绝对值的平均值在1μm至5μm的范围内。

Description

热电元件

技术领域

本发明涉及热电元件，并且更具体地，涉及热电元件的绝缘层。

背景技术

热电效应是由于材料中电子和空穴的移动而发生的热与电之间的直接能量转换现象。

热电元件通常是指利用热电效应的元件，并且具有这样的结构：其中P型热电材料和N型热电材料设置在金属电极之间并且与金属电极键合以形成PN结对。

热电元件可以分成：利用电阻根据温度变化而变化的元件、利用由于温度差产生电动势的塞贝克效应(Seebeck effect)的元件、利用由于电流而发生吸热或加热的珀尔帖效应(Peltier effect)的元件等。热电元件已经各种各样地应用于家用电器、电子组件、通信组件等。作为实例，热电元件可以应用于冷却设备、加热设备、发电设备等。因此，对热电元件的热电性能的要求逐渐增加。

热电元件包括基底、电极和热电腿(thermoelectric leg)，其中复数个热电腿以阵列形式设置在上基底与下基底之间，复数个上电极设置在复数个热电腿与上基底之间，并且复数个下电极设置在复数个热电腿与下基底之间。在这种情况下，上基底和下基底中的一者可以成为低温部分，而另一者可以成为高温部分。

同时，为了改善热电元件的热传导性能，使用金属基底的努力不断增加。

通常，热电元件可以在准备的金属基底上顺序堆叠电极和热电腿的过程中制造。在使用金属基底时，可以获得热传导方面的有益效果，但存在由于低的耐受电压而在长时间使用热电元件时可靠性降低的问题。为了提高热电元件的耐受电压，存在改变设置在金属基底与电极之间的绝缘层的组成或结构的努力，但可能存在热电元件的热传导性能根据绝缘层的组成或结构而劣化的问题。

发明内容

技术问题

本发明涉及提供具有改善的热传导性能和耐受电压性能二者的热电元件。

技术方案

本发明的一个方面提供了热电元件，其包括第一基底、设置在第一基底上的第一绝缘层、设置在第一绝缘层上的第一电极、设置在第一电极上的复数个半导体结构、和设置在复数个半导体结构上的第二电极，其中第一绝缘层的上表面的至少一部分的粗糙表面的从中心线到轮廓曲线的长度的绝对值的平均值在1μm至5μm的范围内。

平均值可以在3μm至5μm的范围内。

平均值可以在4μm至5μm的范围内。

第一基底的两个表面中与第一绝缘层接触的表面的至少一部分的平均值大于第一绝缘层的上表面的至少一部分的平均值。

第一基底的两个表面中与第一绝缘层接触的表面的至少一部分的平均值可以在50μm至100μm的范围内。

第一绝缘层的厚度可以在30μm至45μm的范围内。

热电元件还可以包括设置在第一绝缘层上的第二绝缘层，其中第一绝缘层的组成和弹性可以不同于第二绝缘层的组成和弹性。

第一绝缘层的上表面的粗糙表面可以与第二绝缘层接触。

第一绝缘层可以是含有Al-Si键、Al-O-Si键、Si-O键、Al-Si-O键和Al-O键中的至少一者的复合材料，以及第二绝缘层可以是由树脂组合物形成的树脂层，所述树脂组合物包含环氧树脂和硅树脂中的至少一者以及无机填料。

热电元件还可以包括设置在第二电极上的第三绝缘层和设置在第三绝缘层上的第二基底，其中第三绝缘层可以是由树脂组合物形成的树脂层，所述树脂组合物包含环氧树脂和硅树脂中的至少一者以及无机填料。

热电元件还可以包括第四绝缘层，所述第四绝缘层设置在第三绝缘层与第二基底之间，并且具有不同于第三绝缘层的组成和弹性的组成和弹性，其中第四绝缘层的两个表面中与第三绝缘层接触的表面的至少一部分的平均值可以在1μm至5μm的范围内。

热电元件还可以包括设置在第三绝缘层与第二基底之间的铝氧化物层，其中第二基底可以为铝基底。

铝氧化物层可以设置在铝基底的整个表面上。

热电元件还可以包括设置在第一基底和第二基底中的至少一者上的散热器。

复数个半导体结构可以包括第一导电半导体结构和第二导电半导体结构。

有益效果

根据本发明的实施方案，可以获得具有高的性能和可靠性的热电元件。特别地，根据本发明的实施方案，可以获得具有改善的热传导性能和耐受电压性能二者的热电元件。因此，在将根据本发明的实施方案的热电元件应用于发电设备时，可以实现高发电性能。

根据本发明的实施方案的热电元件不仅可以应用于以小型方式实现的应用，而且还可以应用于以大型方式实现的应用，例如车辆、船舶、钢厂和焚烧炉。

附图说明

图1是示出热电元件的截面图。

图2是示出热电元件的透视图。

图3是示出包括密封构件的热电元件的透视图。

图4是示出包括密封构件的热电元件的分解透视图。

图5是示出根据本发明的一个实施方案的热电元件的截面图。

图6是示出根据本发明的另一个实施方案的热电元件的截面图。

图7是示出根据本发明的又一个实施方案的热电元件的截面图。

图8是示出根据本发明的再一个实施方案的热电元件的截面图。

图9(a)是示出根据本发明的一个实施方案的热电元件的一部分的截面图，以及图9(b)至图9(d)是示出图9(a)的第一绝缘层的俯视图。

图10(a)是示出根据本发明的另一个实施方案的热电元件的一部分的截面图，以及图10(b)至图10(d)是示出图10(a)的第一基底和第一绝缘层的俯视图。

图11是示出根据本发明的一个实施方案的热电元件的联接结构的一组视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细地描述本发明的示例性实施方案。

然而，本发明的技术精神不限于将被描述的一些实施方案，并且可以使用各种其他实施方案来实现，并且实施方案的至少一个组件可以在本发明的技术精神的范围内被选择性地联接、代替和使用。

此外，除非上下文另外明确且具体地定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)可以被解释为具有本领域技术人员通常理解的含义，并且通常使用的术语例如在通常使用的词典中定义的术语的含义将通过考虑相关技术的上下文含义来解释。

此外，本发明的实施方案中使用的术语被认为是描述性意义，而不是用于限制本发明。

在本说明书中，除非上下文另外具体地指出，否则单数形式可以包括其复数形式，并且在描述“A、B和C中的至少一者(或者一者或更多者)”的情况下，这可以包括A、B和C的所有可能组合中的至少一个组合。

此外，在本发明的组件的描述中，可以使用诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”和“(b)”的术语。

这些术语仅是为了将一个元件与另一元件区分开，并且元件的本质、顺序等不受这些术语限制。

此外，当元件被称为“连接”或“联接”至另一元件时，这样的描述不仅可以包括元件直接连接或联接至另一元件的情况，还可以包括元件连接或联接至另一元件，其中又一元件设置在其间的情况。

此外，在任一元件被描述为形成或设置在另一元件“上”或“下”的情况下，这样的描述不仅包括两个元件彼此直接接触地形成或设置的情况，还包括一个或更多个其他元件形成或设置在两个元件之间的情况。此外，当一个元件被描述为设置在另一元件“上或下”时，这样的描述可以包括一个元件相对于另一元件设置在上侧或下侧的情况。

图1是示出热电元件的截面图，以及图2是示出热电元件的透视图。图3是示出包括密封构件的热电元件的透视图，以及图4是示出包括密封构件的热电元件的分解透视图。

参照图1和图2，热电元件100包括下基底110、下电极120、P型热电腿130、N型热电腿140、上电极150和上基底160。

下电极120设置在下基底110与P型热电腿130和N型热电腿140的下表面之间，以及上电极150设置在上基底160与P型热电腿130和N型热电腿140的上表面之间。因此，复数个P型热电腿130和复数个N型热电腿140通过下电极120和上电极150电连接。设置在下电极120与上电极150之间并且彼此电连接的一对P型热电腿130和N型热电腿140可以形成单位单元。

作为实例，当通过引线181和引线182向下电极120和上电极150施加电压时，由于珀耳帖效应，电流通过其从P型热电腿130流向N型热电腿140的基底可以吸收热量以用作冷却部，并且电流通过其从N型热电腿140流向P型热电腿130的基底可以被加热以用作加热部。或者，当向下电极120和上电极150施加不同的温度时，由于塞贝克效应，电荷可以移动通过P型热电腿130和N型热电腿140，使得也可以产生电。

在图1至图4中，示出了引线181和182设置在下基底110上，但本发明不限于此。引线181和182可以设置在上基底160上，引线181和引线182中的一者可以设置在下基底110上，以及另一者还可以设置在上基底160上。

在这种情况下，P型热电腿130和N型热电腿140中的每一者可以是主要包含Bi和Te的基于碲化铋(Bi-Te)的热电腿。P型热电腿130可以是包含锑(Sb)、镍(Ni)、铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、铅(Pb)、硼(B)、镓(Ga)、Te、Bi和铟(In)中的至少一者的基于Bi-Te的热电腿。作为实例，基于100重量％的总重量，P型热电腿130可以包含99重量％至99.999重量％的作为主要材料的Bi-Sb-Te以及0.001重量％至1重量％的Ni、Al、Cu、Aμ、Pb、B、Ga和In中的至少一种材料。N型热电腿140可以是包含Se、Ni、Al、Cu、Ag、Pb、B、Ga、Te、Bi和In中的至少一者的基于Bi-Te的热电腿。作为实例，基于100重量％的总重量，N型热电腿140可以包含99重量％至99.999重量％的作为主要材料的Bi-Se-Te以及0.001重量％至1重量％的Ni、Al、Cu、Ag、Pb、B、Ga和In中的至少一种材料。因此，在本说明书中，热电腿也可以称为半导体结构、半导体元件、半导体材料层、导电半导体结构、热电结构、热电材料层等。

P型热电腿130和N型热电腿140中的每一者可以以块型或堆叠型形成。通常，块型P型热电腿130或块型N型热电腿140可以通过这样的过程形成：对热电材料进行热处理以制造锭，对锭进行研磨和过滤以获得用于热电腿的粉末，对粉末进行烧结并对烧结的粉末进行切割。在这种情况下，P型热电腿130和N型热电腿140中的每一者可以为多晶热电腿。如上所述，当P型热电腿130和N型热电腿140中的每一者为多晶热电腿时，P型热电腿130和N型热电腿140的强度可以增加。堆叠的P型热电腿130或堆叠的N型热电腿140可以在这样的过程中形成：将包含热电材料的糊料施加在各自具有片形状的基础构件上以形成单元构件，并对单元构件进行堆叠和切割。

在这种情况下，以对提供的P型热电腿130和N型热电腿140可以具有相同的形状和体积，或者可以具有不同的形状和体积。作为实例，由于P型热电腿130和N型热电腿140的导电特性不同，因此N型热电腿140的高度或截面面积可以不同于P型热电腿130的高度或截面面积。

在这种情况下，P型热电腿130或N型热电腿140可以具有圆柱形形状、多角柱形状、椭圆柱形状等。

或者，P型热电腿130或N型热电腿140也可以具有堆叠的结构。作为实例，P型热电腿或N型热电腿可以使用这样的方法形成：对其中在各自具有片形状的基础构件上施加有半导体材料的复数个结构进行堆叠和切割。因此，可以防止材料损失并且可以改善导电特性。所述结构还可以包括具有开放图案的导电层，并因此可以增加结构之间的粘合力，可以降低热导率，并且可以增加电导率。

或者，P型热电腿130或N型热电腿140可以具有形成在一个热电腿中的不同截面面积。作为实例，在一个热电腿中，朝向电极设置的两个端部部分的截面面积大于两个端部部分之间的截面面积。因此，由于两个端部部分之间的温度差可以为大的，因此可以提高热电效率。

根据本发明的一个实施方案的热电元件的性能可以表示为热电性能优值(ZT)。热电性能优值(ZT)可以由公式1表示。

[公式1]

ZT＝α²·σ·T/k

在此，α表示塞贝克系数[V/K]，σ表示电导率[S/m]，以及α²·σ表示功率因数[W/mK²]。此外，T表示温度，以及k表示热导率[W/mK]。k可以表示为a·cp·ρ，其中a表示热扩散率[cm²/S]，cp表示比热[J/gK]，以及ρ表示密度[g/cm³]。

为了获得热电元件的热电性能优值(ZT)，使用Z计来测量Z值(V/K)，并因此可以使用所测量的Z值来计算热电性能优值(ZT)。

在这种情况下，设置在下基底110与P型热电腿130和N型热电腿140之间的下电极120以及设置在上基底160与P型热电腿130和N型热电腿140之间的上电极150中的每一者可以包含Cu、Ag、Al和Ni中的至少一者并且可以具有0.01mm至0.3mm的厚度。当下电极120或上电极150的厚度小于0.01mm时，电极功能劣化，并因此电导率性能可能劣化，而当其厚度大于0.3mm时，电阻增加，并因此导电效率可能降低。

此外，彼此相对的下基底110和上基底160可以为金属基底，并且下基底110和上基底160中的每一者的厚度可以在0.1mm至1.5mm的范围内。当金属基底的厚度小于0.1mm或大于1.5mm时，由于散热特性或热导率可能变得过高，因此热电元件的可靠性可能降低。此外，当下基底110和上基底160为金属基底时，还可以在下基底110与下电极120之间以及上基底160与上电极150之间形成绝缘层170。绝缘层170中的每一者可以包含热导率为1W/mK至20W/mK的材料。

在这种情况下，下基底110和上基底160的尺寸也可以不同。作为实例，下基底110和上基底160中的一者的体积、厚度或面积可以大于另一者的体积、厚度或面积。因此，可以改善热电元件的吸热或散热性能。作为实例，设置在用于塞贝克效应的高温区域中或用作用于珀尔帖效应的加热区域或其上设置有用于保护热电模块免受外部环境影响的密封构件的基底的体积、厚度和面积中的至少任一者可以大于另一基底的相应体积、厚度和面积中的至少任一者。

此外，可以在下基底110和上基底160中的至少一者的表面上形成散热图案，例如不平坦图案。因此，可以改善热电元件的散热性能。当在与P型热电腿130或N型热电腿140接触的表面上形成不平坦图案时，可以改善热电腿与基底之间的结合特性。热电元件100包括下基底110、下电极120、P型热电腿130、N型热电腿140、上电极150和上基底160。

如图3和图4所示，也可以在下基底110与上基底160之间进一步设置密封构件190。密封构件190可以设置在下基底110与上基底160之间的下电极120、P型热电腿130、N型热电腿140和上电极150的侧表面上。因此，下电极120、P型热电腿130、N型热电腿140和上电极150可以被密封以免受外部湿气、热、污染等的影响。在这种情况下，密封构件190可以包括密封壳192、设置在密封壳192与下基底110之间的密封材料194以及设置在密封壳192与上基底160之间的密封材料196，所述密封壳192设置成与复数个下电极120的最外侧、复数个P型热电腿130和复数个N型热电腿140的最外侧的表面、以及复数个上电极150的最外表面隔开预定距离。如上所述，密封壳192可以通过密封材料194和密封材料196与下基底110和上基底160接触。因此，可以防止在密封壳192与下基底110和上基底160直接接触时通过密封壳192发生热传导并因此下基底110与上基底160之间的温度差减小的问题。在这种情况下，密封材料194和密封材料196中的每一者可以包括环氧树脂和有机硅树脂中的至少一者、或者两个表面均涂覆有环氧树脂和有机硅树脂中的至少一者的胶带。密封材料194和密封材料194可以用于对密封壳192与下基底110之间的间隙以及密封壳192与上基底160之间的间隙进行气密地密封，可以改善下电极120、P型热电腿130、N型热电腿140和上电极150的密封效果，并且可以与饰面材料、饰面层、防水构件、防水层等可互换地使用。在这种情况下，对密封壳192与下基底110之间的间隙进行密封的密封材料194可以设置在下基底110的上表面上，对密封壳192与上基底160之间的间隙进行密封的密封材料196可以设置在上基底160的侧表面上。同时，用于引出连接至电极的引线180和引线182的引导凹槽G可以形成在密封壳192中。为此，密封壳192可以是由塑料等形成的注射成型部件并且可以与密封盖可互换地使用。然而，以上关于密封构件的描述仅是示例性的，并且密封构件可以以各种形式中的任一种来改变。虽然未在图中示出，但是还可以包括隔热材料以围绕密封构件。或者，密封构件还可以包括隔绝组件。

如上所述，虽然使用了诸如“下基底110”、“下电极120”、“上电极150”和“上基底160”的术语，但是仅为了便于理解和描述方便而任意地使用术语“上”和“下”，也可以颠倒其位置，使得下基底110和下电极120设置在上部而上电极150和上基底160设置在下部。

同时，如上所述，为了改善热电元件的热传导性能，使用金属基底的努力不断增加。然而，当热电元件包括金属基底时，可以获得在热传导方面的有益效果，但存在耐受电压降低的问题。特别地，当在高电压环境中应用热电元件时，需要2.5kV或更大的耐受电压性能。为了改善热电元件的耐受电压性能，可以在金属基底与电极之间设置复数个具有不同组成的绝缘层。然而，当热电元件暴露于高温例如回流环境时，由于由复数个绝缘层之间的热膨胀系数的差异导致的在复数个绝缘层之间的界面处的低结合力而可能出现剪切应力，并因此，复数个绝缘层之间的界面处的结合可能受损，并且可能产生气帽(air cap)。复数个绝缘层之间的界面的气帽可能增加基底的热阻，并因此，热电元件两端之间的温度差可能减小。当将热电元件应用于发电设备时，发电设备的发电性能可能降低。

根据本发明的实施方案，通过提高复数个绝缘层之间的界面处的结合力，获得了具有改善的热传导性能和耐受电压性能二者的热电元件。

图5是示出根据本发明的一个实施方案的热电元件的截面图，图6是示出根据本发明的另一个实施方案的热电元件的截面图，图7是示出根据本发明的又一个实施方案的热电元件的截面图，以及图8是示出根据本发明的再一个实施方案的热电元件的截面图。将省略与参照图1至图4描述的内容相同的内容的描述。

参照图5至图8，根据本发明的实施方案的热电元件300包括第一基底310、设置在第一基底310上的第一绝缘层320、设置在第一绝缘层320上的第二绝缘层324、设置在第二绝缘层324上的复数个第一电极330、设置在复数个第一电极330上的复数个P型热电腿340和复数个N型热电腿350、设置在复数个P型热电腿340和复数个N型热电腿350上的复数个第二电极360、设置在复数个第二电极360上的第三绝缘层370、以及设置在第三绝缘层370上的第二基底380。第一基底310、第一电极330、P型热电腿340、N型热电腿350、第二电极360和第二基底380的描述可以与图1至图4的第一基底110、第一电极120、P型热电腿130、N型热电腿140、第二电极150和第二基底160的描述相同。

虽然未在图5至图8中示出，但是还可以在第一基底310或第二基底380上设置散热器，并且还可以在第一基底310与第二基底380之间设置密封构件。

通常，电线可以连接至热电元件300的低温部分。此外，应用热电元件300的应用的器件和材料可以安装在热电元件300的高温部分上。例如，当应用热电元件300时，船用器件和材料可以安装在热电元件300的高温部分上。因此，可能需要热电元件300的低温部分和高温部分二者的耐受电压性能。

同时，热电元件300的高温部分可能需要比热电元件300的低温部分更高的热传导性能。铜基底具有比铝基底更高的热导率和更高的电导率。为了满足热传导性能和耐受电压性能二者，在第一基底310和第二基底380中，设置在热电元件300的低温部分处的基底可以是铝基底，设置在热电元件300的高温部分处的基底可以是铜基底。然而，由于铜基底的电导率比铝基底的电导率高，因此可能需要另外的组件来维持热电元件300的高温部分的耐受电压性能。

因此，根据本发明的实施方案，第一绝缘层320和第二绝缘层324设置在第一基底310上，第一电极330设置在第二绝缘层324上。

在这种情况下，第一绝缘层320还可以包括含有硅和铝的复合材料。在这种情况下，复合材料可以是由烷基链以及包含Si元素和Al元素的无机材料形成的有机-无机复合材料，并且可以是包含硅和铝的氧化物、碳化物和氮化物中的至少一者。作为实例，复合材料可以包含Al-Si键、Al-O-Si键、Si-O键、Al-Si-O键和Al-O键中的至少一者。如上所述的包含Al-Si键、Al-O-Si键、Si-O键、Al-Si-O键和Al-O键中的至少一者的复合材料可以具有高绝缘性能，并因此可以实现高耐受电压性能。或者，复合材料也可以是除硅和铝之外还包含钛、锆、硼、锌等的氧化物、碳化物或氮化物。为此，复合材料可以在将无机粘结剂和组合的有机-无机粘结剂中的至少一者与铝混合并进行热处理的过程中获得。无机粘结剂可以包括例如二氧化硅(SiO₂)、金属醇盐、氧化硼(B₂O₃)和氧化锌(ZnO₂)中的至少一者。无机粘结剂是无机颗粒，当无机粘结剂与水接触时，无机粘结剂可以进入溶胶或凝胶状态以用作粘结剂。在这种情况下，二氧化硅(SiO₂)、金属醇盐和氧化硼(B₂O₃)中的至少一者可以用于提高与铝的粘附性或与第一基底310的粘附性，并且氧化锌(ZnO₂)可以用于提高第一绝缘层320的强度和热导率。

同时，第二绝缘层324可以形成为包含以下中的至少一者的树脂层：包含环氧树脂和无机填料的环氧树脂组合物以及包含聚二甲基硅氧烷(PDMS)的硅树脂组合物。因此，第二绝缘层324可以改善第一绝缘层320与第一电极330之间的绝缘特性、结合力和热传导性能。

在这种情况下，无机填料可以以60重量％至80重量％包含在树脂层中。当无机填料以小于60重量％包含在树脂层中时，热传导效果可能为低的，而当无机填料以大于80重量％包含在树脂中时，无机填料难以均匀分散在树脂中，并且树脂层可能容易破裂。

此外，环氧树脂可以包含环氧化合物和固化剂。在这种情况下，基于10体积比的环氧化合物，固化剂可以以1至10体积比包含在环氧树脂中。在这种情况下，环氧化合物可以包括结晶环氧化合物、无定形环氧化合物和硅环氧化合物中的至少一者。无机填料可以包括氧化铝和氮化物中的至少一者。在这种情况下，氮化物可以包括氮化硼和氮化铝中的至少一者。

在这种情况下，氮化硼聚集体的颗粒尺寸D50可以在250μm至350μm的范围内，氧化铝的颗粒尺寸D50可以在10μm至30μm的范围内。当氮化硼聚集体的颗粒尺寸D50和氧化铝的颗粒尺寸D50满足这样的值范围时，氮化硼聚集体和氧化铝可以均匀地分散在树脂层中，并因此，可以实现整个树脂层的均匀的热传导效果和结合性能。

当第二绝缘层324是包含PDMS树脂和氧化铝的树脂组合物时，第一绝缘层320中的硅的含量(例如，重量比)可以大于第二绝缘层324中的硅的含量，并且第二绝缘层324中的铝的含量可以大于第一绝缘层320中的铝的含量。因此，第一绝缘层320中的硅可以主要有助于改善耐受电压性能，第二绝缘层324中的氧化铝可以主要有助于改善热传导性能。因此，虽然第一绝缘层320和第二绝缘层324二者均具有绝缘性能和热传导性能，但第一绝缘层320的耐受电压性能可以高于第二绝缘层324的耐受电压性能，并且第二绝缘层324的热传导性能可以高于第一绝缘层320的热传导性能。

同时，第二绝缘层324可以以这样的方式形成：其中将处于未固化或半固化状态的树脂组合物施加在第一绝缘层320上，并且将复数个预先布置的第一电极330设置并压在树脂组合物上。因此，复数个第一电极330中的每一者的侧表面的一部分可以埋入第二绝缘层324中。在这种情况下，复数个第一电极330中的每一者的侧表面的埋入第二绝缘层324中的高度H1可以在复数个第一电极330中的每一者的厚度H的0.1倍至1倍，优选0.2倍至0.9倍，更优选0.3倍至0.8倍的范围内。则，当复数个第一电极330中的每一者的侧表面的一部分埋入第二绝缘层324中时，复数个第一电极330中的每一者与第二绝缘层324之间的接触面积可以增加，并因此，可以进一步改善复数个第一电极330中的每一者与第二绝缘层324之间的热传导性能和结合强度。当复数个第一电极330中的每一者的侧表面的埋入第二绝缘层324中的高度H1小于复数个第一电极330中的每一者的厚度H的0.1倍时，可能难以在复数个第一电极330中的每一者与第二绝缘层324之间实现足够的热传导性能和结合强度，而当复数个第一电极330中的每一者的侧表面的埋入第二绝缘层324中的高度H1大于复数个第一电极330中的每一者的厚度H的1倍时，第二绝缘层324可能设置在复数个第一电极330上，并因此，可能发生电短路。

更具体地，第二绝缘层324的在复数个第一电极330之间的厚度可以从电极的侧表面朝向复数个第一电极330之间的中心区域减小，并且具有拥有平滑顶点的“V”形。也就是说，第一绝缘层320和第二绝缘层324中的每一者可以分为重叠区域和非重叠区域，所述重叠区域设置在第一基底310与第一电极330之间并与第一电极330重叠，所述非重叠区域设置在第一基底310上的重叠区域和第一电极330旁边。此外，第二绝缘层320的非重叠区域的上表面可以包括朝向第一基底310凹陷的凹面。在这种情况下，凹面可以不与第一绝缘层320接触。也就是说，在凹面的整个区域中，凹面和第一绝缘层320可以彼此分开地设置。因此，第二绝缘层324的在复数个第一电极330之间的厚度可能具有偏差，并且与复数个第一电极330中的每一者的侧表面直接接触的区域的高度T2最高，中心区域的高度T3可以小于与复数个第一电极330中的每一者的侧表面直接接触的区域的高度T2。也就是说，第二绝缘层324的在复数个第一电极330之间的中心区域的高度T3可以是复数个第一电极330之间的第二绝缘层324中最低的。此外，第二绝缘层324的在复数个第一电极330下方的高度T1可以小于第二绝缘层324的在复数个第一电极330之间的中心区域的高度T3。

同时，第一绝缘层320和第二绝缘层324的组成彼此不同，第一绝缘层320和第二绝缘层324中的每一者的硬度、弹性模量、伸长率和杨氏模量中的至少一者可以在其间不同，并因此，可以控制耐受电压性能、热传导性能、结合性能和热冲击缓解性能。

作为一个实例，基于第一绝缘层320的总重量的复合材料的重量比可以大于基于第二绝缘层324的总重量的无机填料的重量比。如上所述，复合材料可以是包含硅和铝的复合材料，更具体地，可以是包含含有硅和铝的氧化物、碳化物和氮化物中的至少一者的复合材料。作为一个实例，基于第一绝缘层320的总重量，复合材料的重量比可以大于80重量％，并且基于第二绝缘层324的总重量，无机填料的重量比可以在60重量％至80重量％的范围内。当如上所述，第一绝缘层320中包含的复合材料的含量大于第二绝缘层324中包含的无机填料的含量时，第一绝缘层320的硬度可以大于第二绝缘涂层324的硬度。因此，第一绝缘层320可以同时具有高耐受电压性能和高热传导性能，第二绝缘层324可以具有比第一绝缘层320更大的弹性，并且可以改善第一绝缘层320与第一电极330之间的结合性能，并因此，当驱动热电元件300时，可以减少热冲击。在这种情况下，弹性可以用拉伸强度表示。作为一个实例，第二绝缘层324的拉伸强度可以在2MPa至5MPa，优选地2.5MPa至4.5MPa，更优选地3MPa至4MPa的范围内，并且第一绝缘层320的拉伸强度可以在10MPa至100MPa，优选地15MPa至90MPa，更优地20MPa至80MPa的范围内。

在这种情况下，第二绝缘层324的厚度可以在第一绝缘层320的厚度的1倍至3.5倍，优选地1.05倍至2倍，更优选地1.1倍至1.5倍的范围内。

当第一绝缘层320的厚度和第二绝缘层324的厚度满足这样的值范围时，可以实现所有的耐受电压性能、热传导性能、结合性能和热冲击缓解性能。

同时，当在制造过程中进行回流过程时将热电元件300暴露于高温时，或者当在驱动热电元件300时将高温部分一侧的基底频繁暴露于高温时，由于第一绝缘层320与第二绝缘层324之间的热膨胀系数不同，可能向第一绝缘层320与第二绝缘层324之间的界面施加剪切应力，并因此，在第一绝缘层320与第二绝缘层324之间的界面处发生分层，并且热阻增加。因此，第一绝缘层320与第二绝缘层324之间的结合力可能影响热电元件300的性能，并且当将热电元件300应用于发电设备时，结合力可能大大地影响发电性能。

根据本发明的实施方案，为了增加第一绝缘层320与第二绝缘层324之间的结合力，在第一绝缘层320的两个表面中，将与第二绝缘层324接触的表面形成为具有表面粗糙度Ra。

图9(a)是示出根据本发明的一个实施方案的热电元件的一部分的截面图，图9(b)至图9(d)是示出图9(a)的第一绝缘层的俯视图，图10(a)是示出根据本发明的另一个实施方案的热电元件的一部分的截面图，图10(b)至图10(d)是示出图10(a)的第一基底和第一绝缘层的俯视图。

参照图9(a)，第一绝缘层320设置在第一基底310上，第二绝缘层324设置在第一绝缘层320上，并且复数个第一电极330设置在第二绝缘层324上。在这种情况下，将省略第一基底310、第一绝缘层320、第二绝缘层324和复数个第一电极330的与参照图5至图8描述的内容相同的内容的描述。

根据本发明的实施方案，在第一绝缘层320的两个表面中，与第二绝缘层324接触的表面的表面粗糙度Ra 322可以在1μm至5μm的范围内，优选在3μm至5μm的范围内，更优选在4μm至5μm的范围内。因此，第一绝缘层320的粗糙表面可以与第二绝缘层324接触。在这种情况下，第一绝缘层320的全部或部分可以具有表面粗糙度。由于第一绝缘层320的表面粗糙度322，也可以向第二绝缘层324的两个表面中的与第一绝缘层320接触的表面设置表面粗糙度。在这种情况下，在第二绝缘层324的非重叠区域中形成的上表面的凹面的表面粗糙度可以不同于第二绝缘层324的两个表面中的与第一绝缘层320接触的表面的表面粗糙度。例如，在第二绝缘层324的非重叠区域中的上表面中形成的凹面的深度可以比第二绝缘层324的两个表面中的与第一绝缘层320接触的表面的表面粗糙度的平均深度更深。在这种情况下，凹面的深度可以是凹面的最高点与最低点的高度之差。此外，表面粗糙度的平均深度可以是表面粗糙度的山与谷之间的差的平均值。

表面粗糙度322可以通过对设置在第一基底310上的第一绝缘层320进行固化和打磨的方法来设置。在这种情况下，第一绝缘层320可以通过湿法工艺形成在第一基底310上。在这种情况下，湿法工艺可以包括喷涂工艺、浸涂工艺或丝网印刷工艺。因此，可以容易地控制第一绝缘层320的厚度，并且可以对其应用各种组合物中的一者的复合材料。为了设置1μm至5μm，优选地3μm至5μm，更优选地4μm至5μm的表面粗糙度Ra 322，第一绝缘层320可以以40μm至50μm，优选地42.5μm至47.5μm，更优选地43.5μm至46.5μm的厚度涂覆。因此，在第一绝缘层320中，由于在打磨之后可以保持30μm至45μm，优选地35μm至40μm的最终厚度，因此可以确保2.5kV的耐受电压。

在这种情况下，可以使用表面粗糙度测试仪测量表面粗糙度。表面粗糙度测试仪可以利用探针测量轮廓曲线，并利用峰线、谷线、平均线和基准长度计算表面粗糙度。在本说明书中，表面粗糙度可以是通过中心线平均计算方法获得的算术平均粗糙度Ra。即，在本说明书中，表面粗糙度Ra可以是基准长度内粗糙表面的中心线到轮廓曲线的长度的绝对值的平均值。算术平均粗糙度Ra可以通过以下公式2获得。

[公式2]

即，算术平均粗糙度Ra可以为当轮廓曲线使用表面粗糙度测试仪的探针与基准线L一样长地绘制并表示为以平均线的方向为x轴和高度方向为y轴的函数f(x)时，以μm为单位通过公式2获得的值。

表面粗糙度322可以通过如图9(b)所示的多条平行线、如图9(c)所示的网格形状、或如图9(d)所示的随机形状设置。

或者，参照图10(a)，第一绝缘层320设置在第一基底310上，第二绝缘层324设置在第一绝缘层320上，并且复数个第一电极330设置在第二绝缘层324上。在这种情况下，将省略第一基底310、第一绝缘层320、第二绝缘层324和复数个第一电极330的与参照图5至图8所描述的内容相同的内容的描述。

根据本发明的实施方案，在第一基底310的两个表面中，与第一绝缘层320接触的表面可以形成为具有表面粗糙度Ra 312，以及在第一绝缘层320的两个表面中，与第二绝缘层324接触的表面也可以形成为具有表面粗糙度Ra 322。在这种情况下，第一基底310上设置的表面粗糙度Ra 312可以大于第一绝缘层320上设置的表面粗糙度Ra 322。即，第一基底310的两个表面中的与第一绝缘层320接触的表面的表面粗糙度Ra 312可以在50μm至100μm的范围内，以及第一绝缘层320的两个表面中的与第二绝缘层324接触的表面的表面粗糙度Ra 322可以在1μm至5μm的范围内，优选地在3μm至5μm的范围内，更优选地在4μm至5μm的范围内。为此，在对第一基底310的两个表面中的与第一绝缘层320接触的表面设置50μm至100μm的表面粗糙度Ra 312之后，可以通过湿法工艺在第一基底310上形成第一绝缘层320并固化。第一基底310的表面粗糙度312可以通过蚀刻工艺、打磨工艺、细线(hairline)工艺等来设置。因此，由于第一基底310上设置的表面粗糙度Ra，因此也可以在第一绝缘层320上设置表面粗糙度Ra而无需另外的打磨处理。为此，第一基底310的表面粗糙度Ra可以为第一绝缘层320的表面粗糙度Ra的10倍至100倍，优选地30倍至70倍，更优选地40倍至60倍。因此，第一绝缘层320的最终厚度可以在30μm至45μm的范围内，优选在35μm至40μm的范围内，并且可以确保2.5kV的耐受电压。

如上所述，当第一绝缘层320的表面粗糙度Ra在1μm至5μm的范围内时，第一绝缘层320与第二绝缘层324之间的接触面积增加，并因此第一绝缘层320与第二绝缘层324之间的结合强度可以增加。特别地，第二绝缘层324形成为树脂层，并且由于第二绝缘层324的树脂层容易渗入由于第一绝缘层320的表面粗糙度而形成的凹槽，因此第一绝缘层320与第二绝缘层324之间的结合强度可以进一步增加。此外，当第一绝缘层320的设置有表面粗糙度的区域与第二绝缘层322的重叠区域垂直地重叠时，可以改善剪切模量，并且可以减少基底由于热应力等而翘曲的现象。在这种情况下，由于第二绝缘层322的重叠区域由于第一电极330而凹形地形成，因此重叠区域可以被称为凹陷部分。

表面粗糙度Ra可以通过如图10(b)所示的多条平行线、如图10(c)所示的网格形状、或如图10(d)所示的随机形状来设置。如图10(b)至10(d)所示，第一基底310上设置的表面粗糙度312可以大于第一绝缘层320上设置的表面粗糙度322。例如，第一基底310的表面粗糙度Ra312可以为第一绝缘层320的表面粗糙度Ra322的10至100倍，优选地30至70倍，更优选地40至60倍。

因此，第一绝缘层320的表面粗糙度Ra322可以在1μm至5μm的范围内，第一绝缘层320与第二绝缘层324之间的接触面积可以增加，并且第一绝缘层320与第二绝缘层324之间的结合强度可以增加。特别地，当第二绝缘层324形成为树脂层时，由于第二绝缘层324的树脂层容易渗入由于第一绝缘层320的表面粗糙度而形成的凹槽，因此第一绝缘层320与第二绝缘层324之间的结合强度可以进一步增加，并且第一绝缘层320与第二绝缘层324之间的界面的热阻可以降低。

在下文中，将描述使用比较例和根据本发明的实施方案的实施例的结构的耐受电压性能、结合性能和发电性能。

在实施例1中，向厚度为0.3mm的铜基底喷涂厚度为45μm的第一绝缘层320并热固化，并对第一绝缘层320的表面进行打磨处理以对该表面设置约1μm至2μm的表面粗糙度Ra。第一绝缘层320的表面粗糙度Ra使用纳米视图测量为1.821μm。此外，在第一绝缘层320上丝网印刷厚度为50μm的第二绝缘层324，并将电极压在第二绝缘层324上并热固化。

在实施例2中，向厚度为0.3mm的铜基底喷涂厚度为45μm的第一绝缘层320并热固化，并对第一绝缘层320的表面进行打磨处理以对该表面设置约3μm至5μm的表面粗糙度Ra。第一绝缘层320的表面粗糙度Ra使用纳米视图测量为4.234μm。此外，在第一绝缘层320上丝网印刷厚度为50μm的第二绝缘层324，并将电极压在第二绝缘层324上并热固化。

在比较例1中，向厚度为0.3mm的铜基底喷涂厚度为45μm的第一绝缘层320并热固化。在第一绝缘层320上丝网印刷厚度为50μm的第二绝缘层324，并将电极压在第二绝缘层324上并热固化。

在比较例2中，向厚度为0.3mm的铜基底喷涂厚度为45μm的第一绝缘层320并热固化，并对第一绝缘层320的表面进行打磨处理以对该表面设置约6μm至9μm的表面粗糙度Ra。第一绝缘层320的表面粗糙度Ra使用纳米视图测量为8.561μm。此外，在第一绝缘层320上丝网印刷厚度为50μm的第二绝缘层324，并将电极压在第二绝缘层324上并热固化。

在比较例3中，向厚度为0.3mm的铜基底喷涂厚度为45μm的第一绝缘层320并热固化，并对第一绝缘层320的表面进行打磨处理以对该表面设置约10μm至14μm的表面粗糙度Ra。第一绝缘层320的表面粗糙度Ra使用纳米视图测量为10.186μm。此外，在第一绝缘层320上丝网印刷厚度为50μm的第二绝缘层324，并将电极压在第二绝缘层324上并热固化。

对于实施例1和2以及比较例1至3中的每一者测量耐受电压、第一绝缘层与第二绝缘层之间的剪切应力、和发电量。在这种情况下，耐受电压性能可以为在AC2.5kV的电压、10mA的电流和60Hz的频率的条件下保持1分钟而没有介电击穿的特性。耐受电压性能通过这样的方法测量：其中在基底上设置绝缘层，将一个端子连接至基底，将不同端子连接至绝缘层的九个点，并测试绝缘层在AC2.5kV的电压、10mA的电流和60Hz的频率的条件下是否保持1分钟而没有介电击穿。此外，通过使用推拉力计测量破坏三个电极与第二绝缘层之间的结合的力来测量剪切应力。

表1示出了比较例1至3以及实施例1和2的耐受电压、剪切应力和发电量的测量结果。

[表1]

参照表1可以看出，虽然在比较例1以及实施例1和2中的每一者中均满足耐受电压性能，但实施例1和2中每一者的剪切应力和发电量均大于比较例1。即，可以看出，当与未对第一绝缘层320的两个表面中的与第二绝缘层324接触的表面设置表面粗糙度的比较例1比较时，设置有1μm至5μm的表面粗糙度Ra的实施例1和2中每一者均具有更大的剪切应力和更大的发电量。具体地，可以看出，在与比较例1比较时，在实施例1中实现了为比较例1的结合强度的约3倍的结合强度，并且发电性能提高约42％，以及在与比较例1比较时，在实施例2中实现了为比较例1的结合强度的约5倍的结合强度，并且发电性能提高约56％。

然而，在表面粗糙度为6μm或更大的比较例2和3中的每一者中，可以看出部分地发生了耐受电压失败。

同时，参照图5，第一绝缘层320和第二绝缘层324顺序地设置在第一基底310与第一电极330之间，以及第三绝缘层370设置在第二电极360与第二基底380之间。在这种情况下，第三绝缘层370可以形成为树脂层，该树脂层包含含有环氧树脂和无机填料的环氧树脂组合物以及含有PDMS的硅树脂组合物中的至少一者。因此，第三绝缘层370可以改善第二电极360与第二基底380之间的绝缘、结合力和热传导性能。在这种情况下，第三绝缘层370的组成、厚度、硬度、弹性模量、伸长率和杨氏模量中的至少一者可以与第二绝缘层324的组成、厚度、硬度、弹性模量、伸长率和杨氏模量中的至少一者相同或不同。作为一个实例，根据热电元件300的高温部分和低温部分的位置，第三绝缘层370的组成、厚度、硬度、弹性模量、伸长率和杨氏模量中的至少一者可以与第二绝缘层324的组成、厚度、硬度、弹性模量、伸长率和杨氏模量中的至少一者不同。

或者，参照图6，第一基底310与第一电极330之间的结构可以与第二基底380与第二电极360之间的结构对称。即，第一绝缘层320和第二绝缘层324也可以顺序地设置在第一基底310与第一电极330之间，并且第三绝缘层370、第二结合层372和第四绝缘层374也可以顺序地设置在第二电极360与第二基底380之间。在这种情况下，第三绝缘层370可以形成为树脂层，该树脂层包含含有环氧树脂和无机填料的环氧树脂组合物以及含有PDMS的硅树脂组合物中的至少一者，以及第四绝缘层374也可以像第一绝缘层320一样包括含有硅和铝的复合材料。如在第一绝缘层320的两个表面中，与第二绝缘层324接触的表面形成为具有1μm至5μm的表面粗糙度Ra一样，在第四绝缘层374的两个表面中，与第三绝缘层370接触的表面也可以形成为具有1μm至5μm的表面粗糙度Ra。

或者，参照图7和图8，第一绝缘层320和第二绝缘层324可以顺序地设置在第一基底310与第一电极330之间，并且第三绝缘层370可以设置在第二电极360与第二基底380之间。在这种情况下，第三绝缘层370可以形成为树脂层，该树脂层包含含有环氧树脂和无机填料的环氧树脂组合物以及含有PDMS的硅树脂组合物中的至少一者。

此外，第二基底380可以为铝基底，并且在第三绝缘层370与第二基底380之间还可以设置有铝氧化物层376。在这种情况下，铝氧化物层376可以为另外地堆叠在第二基底380上的铝氧化物层或通过对为铝基底的第二基底380进行表面处理而被氧化的铝氧化物层。作为一个实例，铝氧化物层可以通过对为铝基底的第二基底380进行阳极化而形成或者通过浸渍过程或喷洒过程而形成。

在这种情况下，如图7所示，在第二基底380的两个表面中，除了其上设置有第三绝缘层370的表面之外，铝氧化物层376还可以设置在与其上设置有第三绝缘层370的表面相反的表面上。

或者，如图8所示，铝氧化物层376也可以设置在第二基底380的整个表面上。

因此，铝氧化物层376可以在不增加第二基底380的热阻的同时改善耐受电压性能，并且可以防止第二基底380的表面的腐蚀。当第一基底310设置在热电元件300的高温部分上，并且第二基底380设置在热电元件300的低温部分上时，为了优化热传导性能和耐受电压性能，第一基底310可以为铜基底，并且第二基底380可以为铝基底。在这种情况下，当如在图7和图8的实施方案中，在铝基底上进一步设置铝氧化物层时，可以提高铝基底的耐受电压。特别地，由于铝氧化物层可以容易地通过对铝基底进行阳极化而形成，因此可以简化制造过程。

同时，如上所述，根据实施方案，散热器可以结合至第一基底310和第二基底380中的至少一者。

图11是示出根据本发明的一个实施方案的热电元件的联接结构的一组视图。

参照图11，热电元件300可以由复数个联接构件400组装。作为一个实例，当在第一基底310上设置散热器390时，复数个联接构件400可以联接散热器390和第一基底310，联接散热器390、第一基底310和第二基底(未示出)，联接散热器390、第一基底310、第二基底(未示出)和冷却部分(未示出)，联接第一基底310、第二基底(未示出)和冷却部分(未示出)，或者联接第一基底310和第二基底(未示出)。或者，第二基底(未示出)和冷却部分(未示出)可以在第二基底(未示出)上的有效区域的外侧通过另外的联接构件连接。

为此，可以在散热器390、第一基底310、第二基底(未示出)和冷却部分(未示出)中形成联接构件400通过的通孔S。在这种情况下，还可以在通孔S与联接构件400之间设置另外的绝缘插入构件410。另外的绝缘插入构件410可以为围绕联接构件400的外周表面的绝缘插入构件或围绕通孔S的壁表面的绝缘插入构件。因此，可以增加热电元件的绝缘距离。

同时，绝缘插入构件410的形状可以类似于图11(a)和11(b)所示的形状之一。作为一个实例，如图11(a)所示，绝缘插入构件410可以设置成使得在第一基底310中形成的通孔S的区域中形成台阶以围绕通孔S的壁表面的一部分。或者，绝缘插入构件410可以设置成使得在第一基底310中形成的通孔S的区域中形成台阶以沿着通孔S的壁表面延伸到其上设置有第二电极(未示出)的第一表面。

参照图11(a)，第一基底310的与第一电极接触的第一表面的通孔S的直径d2′可以与第二基底的与第二电极接触的第一表面的通孔的直径相同。在这种情况下，根据绝缘插入构件410的形状，形成在第一基底310的第一表面中的通孔S的直径d2′可以与形成在第二表面(其为与第一表面相反的表面)中的通孔S的直径d2不同。虽然在图中未示出，但当在通孔S的区域中未形成台阶，并且绝缘插入构件410仅设置在第一基底310的上表面的一部分上，或者绝缘插入构件410设置为从第一金属基底310的上表面延伸到通孔S的壁表面的一部分或全部时，形成在第一基底310的第一表面中的通孔S的直径d2′可以与形成在第二表面(其为与第一表面相反的表面)中的通孔S的直径d2相同。

参照图11(b)，根据绝缘插入构件410的形状，第一基底310的与第一电极接触的第一表面的通孔S的直径d2′可以大于第二基底的与第二电极接触的第一表面的通孔的直径。在这种情况下，第一基底310的第一表面的通孔S的直径d2′可以为第二基底的第一表面的通孔的直径的1.1倍至2.0倍。当第一基底310的第一表面的通孔S的直径d2′小于第二基底的第一表面的通孔的直径的1.1倍时，绝缘插入构件410的绝缘效果可能小，并因此可能发生热电元件的介电击穿。当第一基底310的第一表面的通孔S的直径d2′大于第二基底的第一表面的通孔的直径的2.0倍时，通孔S所占的区域的大小可能相对增加，第一基底310的有效面积可能减少，并因此，热电元件的效率可能降低。

此外，由于绝缘插入构件410的形状，形成在第一基底310的第一表面中的通孔S的直径d2′可以与形成在第二表面(其为与第一表面相反的表面)中的通孔S的直径d2不同。如上所述，当在第一基底310的通孔S的区域中未形成台阶时，形成在第一基底310的第一表面中的通孔S的直径d2′可以与形成在第二表面(其为与第一表面相反的表面)中的通孔S的直径d2相同。

虽然在图中未示出，但是将根据本发明的实施方案的热电元件应用于利用塞贝克效应的发电设备，热电元件可以联接至第一流体流动部分和第二流体流动部分。第一流体流动部分可以设置在热电元件的第一基底和第二基底中的一者上，以及第二流体流动部分可以设置在热电元件的第一基底和第二基底中的另一者上。可以在第一流体流动部分和第二流体流动部分中的至少一者中形成流动路径，使得第一流体和第二流体中的至少一者流动通过流动路径。根据需要，可以省略第一流体流动部分和第二流体流动部分中的至少一者，并且第一流体和第二流体中的至少一者也可以直接流动到热电元件的基底。作为一个实例，第一流体可以在与第一基底和第二基底中的一者相邻的同时流动，以及第二流体可以在与另一者相邻的同时流动。在这种情况下，第二流体的温度可以高于第一流体的温度。因此，第一流体流动部分可以被称为冷却部分。作为另一个实例，第一流体的温度可以高于第二流体的温度。因此，第二流体流动部分可以被称为冷却部分。散热器390可以连接至第一流体流动部分和第二流体流动部分中的有较高温度的流体流过的一个流体流动部分的基底。第一流体与第二流体之间的温度差的绝对值可以为40℃或更高，优选地70℃或更高，更优选地在95℃至185℃的范围内。

虽然已经参照本发明的示例性实施方案描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不背离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种改变和修改。

Claims (10)

1.一种热电元件，包括：

第一基底；

设置在所述第一基底上的第一绝缘层；

设置在所述第一绝缘层上的第一电极；

设置在所述第一电极上的复数个半导体结构；和

设置在所述复数个半导体结构上的第二电极，

其中所述第一绝缘层的上表面的至少一部分的粗糙表面的从中心线到轮廓曲线的长度的绝对值的平均值在1μm至5μm的范围内。

2.根据权利要求1所述的热电元件，其中所述第一基底的两个表面中与所述第一绝缘层接触的表面的至少一部分的平均值大于所述第一绝缘层的上表面的至少一部分的平均值。

3.根据权利要求2所述的热电元件，其中所述第一基底的两个表面中与所述第一绝缘层接触的表面的至少一部分的平均值在50μm至100μm的范围内。

4.根据权利要求1所述的热电元件，还包括设置在所述第一绝缘层上的第二绝缘层，

其中所述第一绝缘层的组成和弹性中的至少一者不同于所述第二绝缘层的组成和弹性中的至少一者。

5.根据权利要求4所述的热电元件，其中所述第一绝缘层的上表面的粗糙表面与所述第二绝缘层接触。

6.根据权利要求4所述的热电元件，其中：

所述第一绝缘层包括含有Al-Si键、Al-O-Si键、Si-O键、Al-Si-O键和Al-O键中的至少一者的复合材料；以及

所述第二绝缘层包括由树脂组合物形成的树脂层，所述树脂组合物包含环氧树脂和硅树脂中的至少一者以及无机填料。

7.根据权利要求6所述的热电元件，还包括：

设置在所述第二电极上的第三绝缘层；和

设置在所述第三绝缘层上的第二基底，

其中所述第三绝缘层包括由树脂组合物形成的树脂层，所述树脂组合物包含环氧树脂和硅树脂中的至少一者以及无机填料。

8.根据权利要求7所述的热电元件，还包括第四绝缘层，所述第四绝缘层设置在所述第三绝缘层与所述第二基底之间，并且具有不同于所述第三绝缘层的组成和弹性的组成和弹性，

其中所述第四绝缘层的两个表面中与所述第三绝缘层接触的表面的至少一部分的平均值在1μm至5μm的范围内。

9.根据权利要求7所述的热电元件，还包括设置在所述第三绝缘层与所述第二基底之间的铝氧化物层，

其中所述第二基底包括铝基底。

10.根据权利要求7所述的热电元件，还包括设置在所述第一基底和所述第二基底中的至少一者上的散热器。

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