CN116801697A - 热电致冷模块 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种热电致冷模块，包括多个P型热电单元、多个N型热电单元、多个导电件以及填充件。各导电件电性连接在相邻的P型热电单元与N型热电单元之间。填充件配置于相邻的P型热电单元与N型热电单元之间，且配置于环绕P型热电单元与N型热电单元的周围处。
Description
技术领域
本发明涉及一种热电致冷模块。
背景技术
热电材料是一种能够在没有其他特定外力或机件的协助下，使热与电两种不同型态的能量互相转换的功能性半导体材料，其主要热电转换的模式包括发电效应和致冷效应。
以热电致冷效应为例，其是以P型半导体与N型半导体串接后通入直流电，以让其内的载子(电洞或电子)产生不同方向的移动，进而形成温差。
一般而言，这些P型半导体与N型半导体多以单元阵列方式排列，然这些单元之间因存在间距或空隙，因此外部的水气容易进入，进而造成电性短路。尤其是如上述温差形成后，容易在冷侧产生结露，更是提高水气进入间距或空隙的可能，甚至对P型半导体与N型半导体造成腐蚀，严重影响其使用寿命。
发明内容
本发明是针对一种热电致冷模块，其在相邻的热电单元之间与周围处加入填充件，以形成无缝结构而有效阻隔水气渗入。
根据本发明的实施例，热电致冷模块，包括多个P型热电单元、多个N型热电单元、多个导电件以及填充件。各导电件电性连接在相邻的P型热电单元与N型热电单元之间。填充件配置于相邻的P型热电单元与N型热电单元之间，且配置于环绕P型热电单元与N型热电单元的周围处。。
基于上述，热电致冷模块以填充件配置在相邻的P型热电单元与N型热电单元之间，同时也配置于环绕P型热电单元与N型热电单元的周围处。如此一来，填充件能有效避免P型热电单元与N型热电单元因水气而损坏的可能性，据以提高热电致冷模块的结构强度与使用寿命。
附图说明
图1是依据本发明一实施例的热电致冷模块的简单示意图；
图2是图1的热电致冷模块的部分结构示意图；
图3是图2的热电致冷模块移除填充件的示意图；
图4至图6示出热电致冷模块的部分制作流程示意图。
具体实施方式
现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同组件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
图1是依据本发明一实施例的热电致冷模块的简单示意图。图2是图1的热电致冷模块的部分结构示意图。图3是图2的热电致冷模块移除填充件的示意图。请同时参考图1至图3，在本实施例中，热电致冷模块100包括多个P型热电单元P、多个N型热电单元N、多个导电件120以及填充件140。各导电件120电性连接在相邻的P型热电单元P与N型热电单元N之间。填充件140配置于相邻的P型热电单元P与N型热电单元N之间，且配置于环绕P型热电单元P与N型热电单元N的周围处。
在此，P型热电单元P与N型热电单元N例如是以碲化铋(Bi2Te3)所制成的杂质半导体结构，经由导电件120将两者电性连接在一起而形成电偶对。
再者，本实施例的热电致冷模块100还包括供电模块110与一对绝缘基板130，其中绝缘基板130例如是陶瓷基板，P型热电单元P与N型热电单元N阵列地立于该对绝缘基板130之间，同时导电件120也随该对绝缘基板130而呈上层、下层的错落分布。供电模块110电性串接起导电件120、P型热电单元P与N型热电单元N。当供电模块110供电至P型热电单元P与N型热电单元N时，P型热电单元P与N型热电单元N经由其中一绝缘基板130，如图1所示位于上层的绝缘基板130，吸收外部环境的热量，而成为热电致冷模块100的吸热侧S1。同时，也经由另一绝缘基板130，如图1所示位于下层的绝缘基板130，释放热量至所述外部环境，而成为热电致冷模块100的散热侧S2。
进一步地说，本实施例的供电模块110包括(直流)电源113、导线一111与导线二112，电源113经由导线一111电性连接其中一N型热电单元N，电源113经由导线二112电性连接其中一P型热电单元P，以使电源113、导线一111、P型热电单元P、N型热电单元N、导电件120、导线二112形成电性通路。
如图2所示，本实施例更重要的是，填充件140包括软质填充部141与硬质填充部142，软质填充部141位于任意相邻的P型热电单元P与N型热电单元N之间，硬质填充部142位于环绕P型热电单元P与N型热电单元N的周围处。在此以不同型式的剖面线以利于辨识。
图4至图6示出热电致冷模块的部分制作流程示意图。请参考图4至图6，同时可对照图2。在本实施例中，软质填充部141的材质例如是硅胶，硬质填充部142的材质例如是塑料或高硬度橡胶。首先请参考图4与图5并对照图2，在本实施例中，当热电致冷模块100制作完成后，其如图4(或图3)所示，相邻的P型热电单元P与N型热电单元N之间是存在间距(空隙)的。如前所述，此状态下的结构特征常因水气进入而导致损伤，故而需如图4所示，先行以液态硅胶注入任意相邻的P型热电单元P与N型热电单元N之间，以排出空气与水气并固化形成上述的软质填充部141。最终，再以液态塑料或液态橡胶注入环绕P型热电单元P与N型热电单元N的周围处，并经固化而形成上述的硬质填充部142。据此，软质填充部141能有效排除相邻热电单元间的空气与水气，而硬质填充部142则进一步地与绝缘基板130形成封闭结构，以有效阻绝这些热电单元与外部环境的联络，同时也能使热电致冷模块100具备较佳的结构强度。
在此并未限制上述液态材料的注入方式，其可因应热电致冷模块100的外形结构而予以适当地调整。在本实施例中，热电致冷模块100是呈长方体结构，因此可参考图2或图3，先将所示长方体结构的相邻两侧面作为基准而使立起长方体结构，而使长方体结构的另两侧面位于上方，前述作为基准的相邻两侧面通过治具予以支撑并阻挡，而后即可顺利地将液态硅胶经由所述另两侧面注入长方体结构，据以有效地排出内部的空气与水气。待液态硅胶固化后，再沿长方体结构的前述四个侧面，即前述周围处注入液态塑料或液态橡胶，待固化后即完成热电致冷模块100的制作工艺。
综上所述，在本发明的上述实施例中，热电致冷模块以填充件配置在相邻的P型热电单元与N型热电单元之间，同时也配置于环绕P型热电单元与N型热电单元的周围处。进一步地说，填充件包括软质填充部与硬质填充部，其中软质填充部能有效地将水气排出热电致冷模块，而硬质填充部能消除P型热电单元与N型热电单元与外环环境的联络。据此，填充件能避免P型热电单元与N型热电单元因水气而损坏的可能性，据以提高热电致冷模块的结构强度与使用寿命。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种热电致冷模块，其特征在于，包括：
多个P型热电单元；
多个N型热电单元；
多个导电件，各所述导电件电性连接在相邻的所述P型热电单元与所述N型热电单元之间；以及
填充件，配置于相邻的所述P型热电单元与所述N型热电单元之间，且配置于环绕所述多个P型热电单元与所述多个N型热电单元的周围处。
2.根据权利要求1所述的热电致冷模块，其特征在于，还包括一对绝缘基板，所述多个P型热电单元与所述多个N型热电单元阵列地立于所述一对绝缘基板之间，所述多个导电件随所述一对绝缘基板而呈上层、下层分布。
3.根据权利要求2所述的热电致冷模块，其特征在于，还包括供电模块，电性连接所述多个导电件、所述多个P型热电单元与所述多个N型热电单元，当所述供电模块供电至所述多个P型热电单元与所述多个N型热电单元时，所述多个P型热电单元与所述多个N型热电单元经由其中一所述绝缘基板吸收外部环境的热量，并经由另一所述绝缘基板释放热量至所述外部环境。
4.根据权利要求3所述的热电致冷模块，其特征在于，所述供电模块包括电源、导线一与导线二，所述电源经由所述导线一电性连接其中一所述N型热电单元，所述电源经由所述导线二电性连接其中一所述P型热电单元，以使所述电源、导线一、所述多个N型热电单元、所述多个P型热电单元、所述多个导电件、所述导线二形成电性通路。
5.根据权利要求1所述的热电致冷模块，其特征在于，所述填充件包括软质填充部与硬质填充部，所述软质填充部位于任意相邻的所述P型热电单元与所述N型热电单元之间，所述硬质填充部位于环绕所述多个P型热电单元与所述多个N型热电单元的周围处。
6.根据权利要求5所述的热电致冷模块，其特征在于，所述软质填充部的材质是硅胶。
7.根据权利要求5所述的热电致冷模块，其特征在于，所述硬质填充部的材质是塑料或高硬度橡胶。
8.根据权利要求5所述的热电致冷模块，其特征在于，所述填充件是先以液态材一注入任意相邻的所述P型热电单元与所述N型热电单元之间，以排出空气与水气并固化形成所述软质填充部后，再以液态材二注入环绕所述多个P型热电单元与所述多个N型热电单元的周围处，并经固化以形成所述硬质填充部。
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