RU98110367A

RU98110367A - Термоэлектрический модуль и способ его изготовления

Info

Publication number: RU98110367A
Application number: RU98110367/28A
Authority: RU
Inventors: Такехико Сато; Казуо Камада
Original assignee: Мацушита Электрик Уорк, Лтд.
Priority date: 1996-12-24
Filing date: 1997-12-22
Publication date: 2000-05-20

Claims

1. Термоэлектрический элемент, в состав которого входит: термоэлектрический полупроводник из Bi-Sb-Te или Bi-Te-Se, при этом названный термоэлектрический полупроводниковый сплав имеет две противолежащие грани, слой сплава олова, нанесенный на каждую из названных граней названного полупроводника, при этом названный слой из сплава олова включает олово как основной металлический элемент, который взаимно диффундирует с, по крайней мере, одним элементом названного полупроводника до образования, по крайней мере, одного сплава олова, при этом элемент выбирался из группы элементов, в состав которой входит Sn-Bi сплав, Sn-Te сплав, Sn-Sb сплав, Sn-Se сплав, Sn-Bi-Te сплав, Sn-Bi-Sb сплав, Sn-Bi-Se сплав, Sn-Te-Se сплав и Sn-Te-Sb сплав, при этом названный сплав олова находится в форме одного из твердых растворов, интерметаллического соединения и их сочетания, диффузионный слой, нанесенный на каждый из названных слоев из сплава олова, при этом названный диффузионный слой выполняется из, по крайней мере, одного элемента, выбранного из группы элементов, в состав которой входят Мо, W, Nb и Ni для предотвращения диффузии элементов названного термоэлектрического полупроводника и материала припоя, применяемого для выполнения электрического соединения названного термоэлектрического полупроводника к внешней электрической цепи.

2. Термоэлектрический элемент по п. 1, отличающийся тем, что масса атомов олова в названном слое из сплава олова должна составлять 10% или более, при этом толщина названного слоя из сплава олова должна составлять 0,1 - 3,0 мкм, а толщина названного диффузионного слоя 0,1 - 0,5 мкм.

3. Термоэлектрический элемент по п. 2, отличающийся тем, что названный слой из сплава олова образуется из слоя олова, масса атомов которого составляет более 90%, при этом толщина названного слоя олова составляет менее 2,0 мкм.

4. Способ изготовления термоэлектрического элемента, состоящий из следующих этапов: подготовка термоэлектрического полупроводника из Bi-Sb-Te или Bi-Te-Se с противолежащими гранями, нанесение слоя олова на каждую из противолежащих граней термоэлектрического полупроводника, взаимодиффузия олова и, по крайней мере, одного элемента термоэлектрического полупроводника для образования слоя из сплава олова на каждой из противолежащих граней термоэлектрического полупроводника, нанесение диффузионного слоя на каждый из названных слоев из сплава олова, при этом диффузионный слой изготавливается, по крайней мере, из одного элемента, выбранного из группы элементов, в которую входят: Мо, W, Nb и Ni для предотвращения диффузии элементов названного термоэлектрического полупроводника, а также материала припоя, применяемого для выполнения электрического соединения между названным термоэлектрическим полупроводником и внешней электрической цепью.

5. Способ изготовления по п. 4, отличающийся тем, что названный диффузионный слой выполнен по крайней мере из одного элемента, выбранного из группы элементов, в состав которой входят Мо, W и Nb, а также тем, что названный способ изготовления включает также следующие этапы: нанесение дополнительного диффузионного слоя из никеля на каждый из названных диффузионных слоев из Мо, W, или Nb для предотвращения дальнейшей диффузии элементов названного термоэлектрического полупроводника и материала припоя, нанесение последнего слоя на каждый названный дополнительный диффузионный слой из никеля, при этом названный последний слой выполняется из элементов, выбранных из группы элементов, в состав которой входят Сu, Аu, Bi-Sn и Sn для выполнения паяного соединения с электродом.

6. Способ изготовления по п. 4, отличающийся тем, что слой олова и названный диффузионный слой нанесены соответственно распылением или способом осаждения из паровой фазы.

7. Способ изготовления по п. 5, отличающийся тем, что названный дополнительный диффузионный слой нанесен распылением или способом осаждения из паровой фазы.

8. Способ изготовления по п. 4, включающий также этап нагрева слоя олова при температуре 120 - 300^oС в течение 1 - 60 мин после нагрева названного слоя олова.

9. Способ изготовления по п. 4 или 5, который перед нанесением названного слоя олова включает также этап предварительной чистки названных противолежащих граней названного термоэлектрического полупроводника, при этом названный этап предварительной чистки включает механическое шлифование названных противолежащих граней во влажной среде; ультразвуковую чистку названных противолежащих граней, плазменное травление названных противолежащих граней.

10. Способ изготовления по одному из пп. 4 - 8, отличающийся тем, что названный слой олова, названный слой из сплава олова, названный диффузионный слой, названный дополнительный диффузионный слой, и названный последний слой образуются непрерывно в вакууме.