TW201806310A - 具有透明發射體之輻射微米間隙式熱光電系統 - Google Patents

Abstract

一種熱光電面板組件係包含一散熱器、以及複數個安裝在該散熱器之上的熱光電模組。每一個熱光電模組係包含和一發射體組件分開一間隙的一光電元件。該發射體組件係包含一發射體，並且朝向該光電元件施加力以維持該間隙。該熱光電面板組件亦可以利用一施力層，其係在該發射體上並且被栓住在適當地方。一殼體可被利用於保護，並且傳遞能量至該發射體。該散熱器係以懸臂方式進入該殼體中，以在該些熱光電模組與該殼體的內表面之間界定一空間。較佳的是，該殼體係維持一真空，並且於是該間隙係被抽真空。該散熱器可以是單體的，並且利用被泵送穿過其的流體來加以冷卻。該發射體可以是透明的、或是至少部分通透的。

Description

具有透明發射體之輻射微米間隙式熱光電系統

本案技術係有關於能量轉換，並且尤其是有關於具有整合的壓力施加以維持微米間隙之輻射微米間隙式熱光電模組。

技術已經被驅向在所有方面改善能量利用及產生。每個人都將受益於超級有效率的用於電力產生的技術及設計。為此目的，突破性技術已經被開發來將熱轉換成為電力。例如，一種微米間隙式熱光電大型次微米間隙方法及設備被展示在2014年7月29日公告的授予Brown等人的美國專利號8,791,357中。美國專利號8,791,357的技術是一種利用近場熱光電(PV)胞的能量轉換系統，其中能量從一熱殼體至一發射體之傳導的傳遞透過在該發射體與殼體之間藉由一熱介面材料的直接實體接觸。另外的近場熱PV胞的例子被展示在2001年5月15日公告的授予DiMatteo等人的美國專利號6,232,546、及2009年11月12日公開的授予Greiff等人的美國專利申請案核准前公開號2009/0277488(現在被核准為美國專利號8,076,569)中。

本案技術係廣泛地可應用於各種的能量轉換系統，例如是熱電或量子點能量收集系統、熱離子的發射、遠場間隙能量轉換、光電、以 及現在已知且之後所開發的其它類型的能量轉換。儘管在以下是為了說明而相關熱光電能量轉換來加以敘述，但是具有此項技術的通常知識者將會理解到本案技術之寬泛的應用。本案技術的一益處是能夠利用一種固態系統來收集及產生能量。該固態系統係包含一發射體，其係和一光電元件間隔開。從該殼體被傳遞至該發射體的輻射能量係被轉換成為電能。

在一實施例中，本案技術係針對於一種熱光電面板組件，其係包含一散熱器。至少一熱光電模組係安裝在該散熱器上。每一個熱光電模組係包含一發射體組件、一和該發射體組件分開一間隙的光電組件、及一施加一力以維持該間隙的緊固件。較佳的是，該間隙是一次微米間隙。該發射體可被固定至該散熱器、或一安裝在該發射體上的施力層可耦接至該散熱器。一在該光電組件與該散熱器之間的基底基板亦可以耦接至該緊固件以用於施加該力。該基底基板可被選擇以具有極佳的導熱度性質。此外，該基底基板可經處理或具有被加至其的層，以用於改善熱介面性質。該熱光電面板組件亦可具有一殼體，其係具有一界定一內部的內表面，其中該散熱器係以懸臂方式進入該內部中以在該至少一熱光電模組與該內表面之間界定一空間。該殼體通常維持一真空，並且於是該間隙係被抽真空。典型的真空位準是約0.1到10毫托。該散熱器可以是單體、或由數個部分所構成，以界定用於接收一被泵送穿過其的冷卻流體的通道。在該光電元件及/或發射體上的至少一間隔物(通常是複數個)可以維持該間隙。

本案技術的另一實施例係針對於一種熱光電面板組件，其係包含一殼體，該殼體係具有一界定一內部的內表面，該內部係具有一散熱器於其中。至少一熱光電模組係耦接至該散熱器，並且具有一和一發射體 組件分開一間隙的光電元件組件。該至少一熱光電模組以及內表面係在兩者之間界定一空間，因而該殼體係吸收能量，並且藉此輻射能量至該發射體組件，並且該發射體組件係吸收能量，並且接著發射能量橫跨該間隙以用於藉由該光電元件組件來轉換成為電力。在一實施例中，該散熱器係以懸臂方式進入該殼體中。或者是，一或多個隔熱的元件可圍繞該散熱器、或從該散熱器突出，以避免在該熱光電模組及該散熱器之間的接觸。

本案技術的又一實施例係包含一種熱光電面板組件，其係包含一殼體，該殼體係具有一界定一內部的內表面，該內部係具有一散熱器於其中。一或多個熱光電模組係耦接至該散熱器。該內部係包含一在該熱光電模組以及該內表面之間的空間，使得藉由該殼體輻射且/或進入該殼體的能量係輻射至該熱光電模組，並且於是該熱光電模組係吸收能量以產生電力。該熱光電模組可包含一發射體組件、一和該發射體組件分開一間隙的光電組件、以及一施加一力以維持該間隙的緊固件。為了改善的導熱性能及/或結構的支撐，一基底基板可以是在該光電組件與該散熱器之間。

本案技術的又一實施例係針對於一種微米間隙式熱光電面板組件，其係包含一散熱器及至少一安裝在該散熱器上的熱光電模組。該熱光電模組係包含一光電元件，其係和一發射體組件分開一微米間隙。該發射體組件係包含一發射體，並且定向該光電元件施加力以維持該微米間隙。較佳的是，該發射體係栓住、螺緊、及/或夾箝至該散熱器。該微米間隙式熱光電面板組件亦可利用一施力層，其係被安裝在該發射體上並且被栓住到該散熱器。該施力層可以是與該發射體一體、或該發射體本身。

一殼體可被利用於保護，並且傳遞能量至該發射體。該散熱 器可以懸臂方式進入該殼體之中，以在該至少一熱光電模組與該內表面之間界定一空間。較佳的是，該殼體係維持一真空，並且於是該微米間隙係被抽真空。該散熱器可以是單體的，並且利用被泵送穿過其的流體來加以冷卻。至少一間隔物可以是在該光電元件與發射體元件之間，以維持該微米間隙。該熱光電模組可包含一在該光電元件與該散熱器之間的熱介面層。

本案技術的另一實施例係針對於一種微米間隙式熱光電面板組件，其係包含一殼體，該殼體係具有一界定一內部的內表面。一散熱器係以懸臂方式進入該內部中。至少一熱光電模組係安裝在該散熱器上。該至少一熱光電模組係包含一光電元件，其係和一發射體分開一微米間隙。該至少一熱光電模組以及內表面係在兩者之間界定一空間，使得該殼體係吸收能量，並且藉此輻射能量至該發射體。該發射體係吸收能量，並且接著發射能量橫跨該微米間隙以用於藉由該光電元件來轉換成為電力。該發射體亦可定向該光電元件施加力，以用於維持該微米間隙。例如，該發射體係被栓住到該散熱器。或者是，一施力層係安裝在該發射體上，並且被栓住到該散熱器。

本案技術的又一實施例係針對於一種微米間隙式熱光電面板組件，其係包含一殼體，該殼體係具有一界定一內部的內表面。一散熱器係以懸臂方式進入該內部中。至少一熱光電模組係安裝在該散熱器上。該至少一熱光電模組係包含一光電元件，其係和一發射體分開一微米間隙。該內部係包含一在該至少一熱光電模組與該內表面之間的空間，使得進入該殼體的能量係輻射至該發射體。因此，該發射體係吸收能量以藉此發射該能量橫跨該微米間隙，以用於藉由該光電元件來轉換成為電力。

應該體認到，一替代能量轉換組件可受益於本案技術的全部或部分。例如且非限制性的，一熱電或量子點能量收集系統可利用本案技術。亦應該體認到，本案技術可用許多的方式來加以實施及利用，其係非限制性地包含作為用於現在已知且之後被開發的應用的一製程、一設備、一系統、一裝置、以及一方法。在此記載的系統的這些及其它獨特的特點從以下的說明以及所附的圖式來看將會變成是更加相當明顯的。

10‧‧‧壁

12‧‧‧支撐表面

14、16‧‧‧電腦

100‧‧‧微米間隙式熱光電面板組件

102‧‧‧殼體

104‧‧‧冷卻管

106‧‧‧真空連接

108‧‧‧洩壓閥

110‧‧‧制止蓋

112‧‧‧殼體內部

114‧‧‧近端

116‧‧‧凸緣

118‧‧‧凸緣托架

120‧‧‧安裝托架組件

122‧‧‧支撐桿

124‧‧‧螺栓

126‧‧‧孔洞

127‧‧‧螺栓

128‧‧‧電連接器

132‧‧‧空間

140‧‧‧接腳板

142‧‧‧接腳

144‧‧‧導電墊

146‧‧‧孔

150‧‧‧熱光電模組

151‧‧‧光電元件組件

152‧‧‧光電元件

156‧‧‧發射體組件

158‧‧‧發射體

160‧‧‧基底基板

162‧‧‧角落安裝孔

164‧‧‧帶螺紋孔

166‧‧‧螺栓

168‧‧‧凹處

170‧‧‧散熱器

171‧‧‧冷卻艙

172‧‧‧遠端

173‧‧‧側壁

174‧‧‧頂表面及底表面

175‧‧‧接腳

176‧‧‧帶螺紋孔

177‧‧‧凹處

179‧‧‧入口岐管

180、180'‧‧‧入口槽

181‧‧‧出口岐管

183‧‧‧出口槽

184‧‧‧線

186‧‧‧槽

188‧‧‧電連接盤

190‧‧‧施力層

192‧‧‧孔洞

194‧‧‧螺絲

196‧‧‧帶螺紋孔洞

200‧‧‧微米間隙式熱光電面板組件

202‧‧‧殼體

218‧‧‧托架

223‧‧‧下方框架

225‧‧‧L形托架

250‧‧‧熱光電模組

270‧‧‧散熱器

273‧‧‧非傳導元件

274‧‧‧頂表面

275‧‧‧間隔件

300‧‧‧玻璃爐應用

302‧‧‧風道組件

304‧‧‧壁

306‧‧‧走道

308‧‧‧導管

310‧‧‧站台

312‧‧‧螢幕

370‧‧‧散熱器

371‧‧‧冷卻艙

373‧‧‧入口

375‧‧‧出口

377‧‧‧接腳板

470‧‧‧散熱器

471‧‧‧冷卻艙

477‧‧‧入口岐管

480‧‧‧入口槽

485‧‧‧套管

487‧‧‧入口槽

558‧‧‧發射體

560‧‧‧基板

562‧‧‧第一表面

564‧‧‧第二表面

566‧‧‧間隔物/間隙形成機構

568‧‧‧薄層

570‧‧‧第二層

600‧‧‧影像

601‧‧‧條紋圖案

602‧‧‧影像

700‧‧‧基板

702‧‧‧間隔物

704‧‧‧碳層

706‧‧‧矽層

708‧‧‧額外區域/隔離溝槽

710‧‧‧下方端

800‧‧‧圖形描繪

802、804‧‧‧範圍

806‧‧‧轉變點

900‧‧‧微米間隙式熱光電面板組件

907‧‧‧槽

909‧‧‧角落邊緣

911‧‧‧匯電條

913‧‧‧角落電性跳接線

950‧‧‧TPV模組

960‧‧‧基底基板

962‧‧‧安裝孔

966‧‧‧螺絲

970‧‧‧散熱器

971‧‧‧冷卻鰭狀板

972‧‧‧遠端

981‧‧‧主體

983‧‧‧背板

985‧‧‧孔

987‧‧‧鰭狀板

989‧‧‧流動區域

990‧‧‧施力層

991‧‧‧鰭片

993‧‧‧末端

1021‧‧‧安裝組件

1023‧‧‧螺帽

1025‧‧‧彈簧

1050‧‧‧熱光電(TPV)模組

1060‧‧‧基底基板

1061‧‧‧凹處

1063‧‧‧外部部分

1065‧‧‧內部部分

1067‧‧‧安裝接腳

1068‧‧‧凹陷區域

1090‧‧‧施力層

1091‧‧‧角落

1094‧‧‧安裝螺絲

1100‧‧‧裸基板

1102‧‧‧光阻層

1104‧‧‧孔洞

1106‧‧‧氧化層

1108‧‧‧間隔物

1110‧‧‧金屬遮罩層

1110'‧‧‧圖案化金屬遮罩層

1112‧‧‧光阻

1112'‧‧‧圖案化光阻

1114‧‧‧孔洞

1116‧‧‧溝槽

1300‧‧‧可攜式診斷工具

1302‧‧‧安裝系統

1304‧‧‧控制單元

1306‧‧‧基底結構

1308‧‧‧固鎖旋轉腳輪

1310‧‧‧軌道系統

1312‧‧‧變流器

1314‧‧‧指示燈

1316‧‧‧視訊記錄/監視設備

1320‧‧‧儲存單元

因而具有在和所記載系統有關的技術中的普通技能者可以參考到以下的圖式，將會更容易地理解如何製造及使用該系統。

圖1是根據本案記載內容的一種微米間隙式熱光電面板組件的立體圖。

圖2A是根據本案記載內容的一種微米間隙式熱光電面板組件的分解圖。

圖2B是根據本案記載內容的另一種微米間隙式熱光電面板組件的分解圖。

圖3是根據本案記載內容的微米間隙式熱光電模組的分解圖。

圖4是描繪根據本案記載內容的一種微米間隙式熱光電面板組件的操作的部分剖面圖。

圖5是根據本案記載內容的另一種處於部分組裝狀態的熱光電面板組件的立體圖，以描繪該些構件。

圖6是一習知技術散熱器的分解圖。

圖7是描繪根據本案記載內容的一散熱器的冷卻艙的縱長截面圖。

圖8是描繪根據本案記載內容的一散熱器的一入口岐管之替代的縱長 截面圖。

圖9是描繪根據本案記載內容的一散熱器的冷卻艙的橫截面圖。

圖10是描繪根據本案記載內容的另一散熱器的橫截面圖。

圖11是根據本案記載內容的一發射體的橫截面圖。

圖12A是一例證根據本案技術的一不均勻的間隙的一視覺圖像之影像。

圖12B是一例證根據本案技術的一均勻的間隙的一視覺圖像之影像。

圖13A-E是根據本案技術的用以製造一薄膜發射體之各種可行製造步驟的一系列稍微概要的橫截面圖。

圖13F是根據本案技術的一薄膜發射體的另一實施例之稍微概要的橫截面圖。

圖14是根據本案技術的具有一在高度透射與高度吸收之間的轉換之最佳化的發射體的圖形描繪，其係被設置在該光電元件的能帶間隙處。

圖15是展示一工業用的玻璃爐應用，其係具有根據本案技術的微米間隙式熱光電面板組件。

圖16A是根據本案記載內容的另一種微米間隙式熱光電面板組件的立體圖。

圖16B是圖16A的微米間隙式熱光電面板組件的遠端的部分分解圖。

圖16C是圖16A的微米間隙式熱光電面板組件的一角落電性跳接線(jumper)的橫截面圖。

圖16D是圖16A的微米間隙式熱光電面板組件的一匯電條(busbar)的橫截面圖。

圖16E是圖16A的微米間隙式熱光電面板組件的一散熱器的立體圖。

圖16F是圖16E的散熱器的一部分分解圖。

圖16G是圖16E的散熱器的一鰭狀板的平面圖。

圖16H是圖16E的散熱器的鰭狀板的一端之詳細的視圖。

圖161是圖16E的散熱器的橫截面圖。

圖17A是根據本案的記載內容的另一熱光電(TPV)模組的俯視立體圖。

圖17B是圖17A的TPV模組的仰視立體圖。

圖17C是在圖17A及17B的TPV模組中的一安裝組件的橫截面圖。

圖18是根據本案技術的用以在一透明或其它基板上製造奈米間隙的間隔物之各種可行製造步驟的一系列橫截面圖。

圖19是根據本案技術的一可攜式診斷工具的一後立體圖。

本案技術係克服習知技術的和能量轉換組件相關的問題中的許多個。儘管以下說明係為了說明而有關於微米間隙式熱光電組件，但是本案技術係等同可應用於其它方法，例如是量子點能量收集系統、熱離子發射組件、例如是遠場太陽能光電遠場組件、太陽能電池與類似者。

從以下某些較佳實施例的結合闡述本技術的代表性實施例的圖式所做的詳細說明，在此記載的技術的優點以及其它特點對於具有在此項技術中的普通技能者而言將會變成更加相當明顯的。以下的說明係僅相關於該些圖而已，因而像是向上、向下、左及右的術語將不以限制性的方式來加以解釋，因為本案技術的定向是可變的。

現在參照圖1，一種微米間隙式熱光電面板組件係被展示，並且大致藉由元件符號100來加以參照。該微米間隙式熱光電面板組件100 係包含複數個用於轉換熱能成為電力的熱光電模組150(圖2A，為了簡化起見，其中只有某些個係被標示)。該微米間隙式熱光電面板組件100係部分被設置到一熱環境中，例如是在來自一工業用的製程的熱路徑中。該微米間隙式熱光電面板組件100可以單純通過一被形成在一壁10中的開口，以接達熱。該微米間隙式熱光電面板組件100係包含一細長的殼體102，該殼體102係被支撐在一安裝托架組件120上。該安裝托架組件120係耦接至一支撐表面12，使得該殼體102的一部分通過該壁10以用於曝露到熱。該微米間隙式熱光電面板組件100係透過入口以及出口冷卻管104而被供應一冷卻液。該些冷卻管104係連接至一冷卻系統(未顯示)，其係泵送一冷卻液穿過其。該些冷卻線可包含一洩壓閥(未顯示)以解決可能會發生的過壓。此外，該殼體102係具有一真空連接106，以用於在該殼體102之內維持一真空。該真空連接106亦包含一洩壓閥108。該洩壓閥108係具有一制止蓋110，其係藉由該真空及/或一像是鉸接板或夾(未顯示)的額外的設備而被保持在適當的地方。在一冷卻液洩漏或是蒸汽在該殼體102內快速的產生的事件中，逸出的蒸汽係位移該蓋子110以釋放該蒸汽。

另外參考到圖2A，該微米間隙式熱光電面板組件100的分解圖係被展示。該些熱光電模組150係附接至一散熱器170。該些熱光電模組150係朝向該散熱器170的一遠端172而被安裝在相對的頂表面及底表面174上。一側壁173係延伸在該頂表面及底表面174之間。該散熱器170可以是單體的、或是由複數個構件所製成的，以形成複數個和該些冷卻管104流體連通的冷卻通道。當該冷卻系統透過該些管104以及該散熱器170的通道來泵送冷卻液時，該些熱光電模組150係被冷卻。

較佳的是，該散熱器170係由例如是一金屬(例如，鋁、銅或鋼)或是導熱的陶瓷材料所構成的，其係為了冷卻該些熱光電模組150之目的而為高度導熱的。在一實施例中，該微米間隙式熱光電面板組件100係具有二十四個大約6cm乘6cm而且幾乎是方形的熱光電模組150。該散熱器170係大約55吋長、4吋寬、以及1吋厚的。

該高溫的殼體102係封入該散熱器170。該殼體102可以是金屬的、石英、例如是碳化矽的陶瓷、或是其它材料。該殼體102可以藉由模壓或是等壓(isostatic)壓製並且接著燒結一種例如是碳化矽的材料來加以形成。該殼體102可以是不透明的，而且完全吸收周圍的熱。在加熱之際，該殼體102係接著輻射紅外線的能量至該些熱光電模組150。該殼體102可以替代地是半透明的，其中一些能量係被吸收以加熱該殼體，並且一些能量係傳遞穿過其。就此而論，該些熱光電模組150係從殼體輻射以及從該周圍的環境接收能量。該殼體102亦可以是透明的，其中周圍的能量係傳遞穿過其至該些熱光電模組150。在另一實施例中，該殼體102係具有一或多個窗口或特點，其係改變在該殼體102的不同區域中的透明性、半透明性、或是不透明性的程度。

該散熱器170係以懸臂方式進入該殼體內部112(圖4)中，以最小化在該些熱光電模組150及該殼體102之間的導熱。該殼體102及/或該散熱器170可包含一或多個緩衝器、環或突出部，以避免例如是在組裝期間來自與該殼體的非故意的接觸的損壞。或者是，該散熱器170並非懸臂的，並且一或多個元件係在該殼體102中支撐該散熱器170且/或設定該散熱器170在該殼體102內的位置。較佳的是，該些支撐元件係非傳導，以 最小化在該些熱光電模組150及/或散熱器170與該殼體102之間的導熱。

例如，另一處於一部分組裝狀態的散熱器270係被展示在圖5中。如同將會被那些具有在相關技術中的普通技能者所體認到的，該散熱器270以及熱光電模組250係利用和上述的熱光電面板組件100類似的原理。於是，以數字"2"而不是以數字"1"開頭的相同的元件符號係被用來指出相似的元件。主要的差異是在一或多個位置處被裝設在該散熱器270周圍的非傳導元件273。在一實施例中，該些非傳導元件273是石英碟。許多例如是緩衝器、突出部、腳部、間隙器(standoff)、剛性框架、環、與類似者的替代物可以用各種的組合來加以利用。該熱光電面板組件100亦可包含一間隔件(partition)275，以限制輻射的光至將被照射的區域。該間隔件275可以是反射的，且/或額外支撐該散熱器270。

仍然參照圖2A，該散熱器170係具有一藉由支撐桿122來耦接至該安裝托架組件120的近端114。該些支撐桿122係從該安裝托架組件120延伸。該散熱器170係滑動在該些支撐桿122之間，並且藉由螺栓124(為了簡化起見只有一個被展示)通過在該些桿122中的孔洞126而進入到該散熱器170中的帶螺紋孔176內而被保持在適當的地方。較佳的是，每一個支撐桿122係被焊接至該安裝托架組件120，並且該兩個支撐桿122係一起支撐該散熱器170的懸臂的重量。

該殼體102係具有一近端的環或凸緣116，其係藉由螺栓127通過在一凸緣托架118中的穿通孔來耦接至一托架118。較佳的是，高溫密封(未顯示)係被使用在該殼體102的近端114與托架118之間。該殼體102係連接至該真空連接106，使得該殼體內部112係被抽真空，並且於是該些 熱光電模組150是在一真空中。該安裝托架組件120亦包含一電性導管或電連接128。該電連接128係將來自該些熱光電模組150的電力帶到例如是變流器的電力調節機構，其可以視需要地位在遠端。

現在參照圖2B，根據本案的記載內容的另一種微米間隙式熱光電面板組件200的分解圖係被展示。與上述實施例相關所敘述的那些元件類似的元件係利用相同的元件符號來加以指出。許多元件是與先前的實施例的那些元件實質相同的，並且因此並未在此進一步加以敘述。主要的差異是用於將該散熱器270懸臂在該殼體202中的方法。

該散熱器270係藉由一下方框架223來加以支撐。該下方框架223以及散熱器270較佳的是被螺栓在一起。該散熱器270的頂表面274係具有一直立的L形托架225，其係螺栓至該安裝托架組件220以進一步穩定化且維持該散熱器270的適當的定位。所思及的是，該散熱器270可以只接觸到該下方的框架223以及L形托架225，因而一間隙係被形成在該散熱器270的近端與該托架218之間，以促進設備的連接。

現在參照圖3，一熱光電模組150的分解圖係被展示。每一熱光電模組150較佳是相同的，然而每一個亦可依據應用及該些熱光電模組150沿著該散熱器170的長度的設置位置而變化。應注意的是，在此繪圖是為例示目的，並且各種構件的比例及厚度當被製造時可以是相當不同。

該熱光電模組150係包含一具有光電元件152的光電元件組件151、及一具有一發射體158的發射體組件156。為清楚起見，應注意的是該發射體組件156是在該施力層190下，並且該施力層190係被畫成半透明的。該光電元件152及發射體158當被組裝時，其係分開一微米間隙。該 微米間隙係藉由次微米尺寸的間隔物(未明確展示)來加以維持。例如，2014年9月9日公告授予Grieff的美國專利號8,829,335、及2014年1月21日公告授予Grieff等人的美國專利號8,633,373係描繪用於在光電電池中維持微米間隙的間隔物。現在已知且之後被開發的此間隔物可被利用在本案技術中。由於該殼體102係被維持在真空下，因此該微米間隙係被抽真空。

一基底基板160係被夾設在該熱光電模組150與該散熱器170之間，以促進該熱光電模組150藉由該散熱器170進行冷卻。該基底基板160係界定四個與被形成在該散熱器170中的帶螺紋孔164對準的角落安裝孔162，使得螺栓166可以將該基底基板160固定在適當地方。該基底基板160可使得被施加至其的層具有熱介面性質。較佳的是，該基底基板係具有用於改善的熱擴散的高度穿過厚度的導熱度以及高度橫向的導熱度、以及用於降低在表面處的介面熱阻的容易化(例如，透過表面的粗糙化或紋理、或是納入一被設置在該基底基板之上以及之下的熱介面材料)。

所體認到的是，螺栓是一種類型的緊固件。所思及的是，任意類型的緊固件都可以和在此所指出的緊固件互換。例如且非限制性的，一緊固件可以從螺栓、鉚釘、U形釘、夾箝、接合材料、與類似者、以及其之組合來加以選擇。該些緊固件當被施加時可以是機械剛性的、或者特點是機械柔性的特徵。機械柔性的性質係有利地避免損壞構件的力的集中。該基底基板160亦可以在適當的地方被接合至該散熱器170。

較佳的是，該基底基板160係包括一種格隙(interstitial)材料，其係具有高的導熱度，並且在其與該光電元件組件151之間、以及在其與該散熱器170之間形成具有低的熱接觸阻抗的介面。或者是，該熱光 電模組150以及甚至該光電元件152可以在接合或是無接合下直接接觸該散熱器170。該光電元件組件151以及光電元件152可以是方形、三角形、圓形或是任何所要的形狀。類似地，該發射體組件156、發射體158、以及基底基板160可以是各種的形狀。

該基底基板160亦藉由界定一用於接腳板140的凹處168，以促進電性耦接至該光電元件組件151。該接腳板140係具有一系列接腳142，該些接腳142係通過一系列孔146以接觸該光電元件組件151，該光電元件組件151係被形成有對應的電性墊(未顯示)。該些接腳142可以是機械柔性，例如經彈簧加載。該接腳板140亦包含一和該些接腳142電性連通的導電墊144。就此而論，該導電墊144係和該光電元件組件151電性連通。

該散熱器170的側壁173係形成一細長的凹處177，而線184係透過該凹處177來延伸。該凹處177較佳的是被一覆蓋(未顯示)加以封入。該些線184係從該電連接器128(在圖2A中所示)，沿著該散熱器170的側壁173延伸。單一導線184係轉向每一個熱光電模組150。在一實施例中，二十四條線係從該電連接器128通過，其中分別在每一個熱光電模組150處的最外側的線係向上及向下轉向。

因此例如，在從該遠端172數來的第3及第4熱光電模組150之處，將會有四條線184。該些線184中的兩條係通往在該遠端172上的第1及第2熱光電模組150，一條係轉向上以連接至第3熱光電模組150，並且一條係轉向下以連接至第4熱光電模組150。該些線184可以是離散的、或是被製造為一組件，例如是一撓曲印刷組件，其中該些線184係被微影界定在一撓性扁平的電纜線中。

該散熱器170亦形成複數個槽186，而電連接盤(land)188係分別通過該些槽186。每一個連接盤188可以是金、銅、或是任意的導電材料。當該些線184轉向該些熱光電模組150時，該些線184係連接至該些連接盤188。於是，該些連接盤188係電連接至該些導電墊144。就此而論，電連續性係從該電連接器128被建立至該光電元件152。

該發射體組件156係實質覆蓋該光電元件組件151。該發射體組件156較佳的是施加一力以維持在該光電元件152與該發射體158之間的微米間隙。該發射體組件156係在該發射體158的頂端上包含一施力層190，以用於施加該力。該施力層190係界定四個用於螺絲194的孔洞192，該些螺絲194係耦接至在該基底基板160中的帶螺紋孔洞196。就此而論，相較於該些螺栓166，一相對輕的力矩可被施加至該些螺絲194。

在一替代實施例中，在該基底基板160中並沒有帶螺紋孔洞196。而是，該基底基板160係形成穿通孔，並且該些螺絲194係耦接至螺帽。該些螺帽係背襯有彈簧，因而該彈簧係壓入該基底基板160的底部。該些彈簧係提供柔順性，因而在該螺絲之內的力並不產生會折斷熱光電模組150的一或多層的過大的力。該施力層190係選自一種材料，以便於不干擾到該發射體158的操作。通常，該施力層190將會覆蓋該發射體158。

或者是，並沒有施力層。而是該發射體158係足夠強健的以形成螺孔，因而通過該些螺孔的螺絲係維持構件在適當的位置處。在另一實施例中，該熱光電模組是氣密的，因而只有該熱光電模組的內部是在真空下。例如，該熱光電模組可以是氣密的，其中該氣密的密封的壁係支持用以維持該微米間隙的力。該氣密密封的設備亦可以藉由施加一力以維持 該些熱光電模組150，來減輕對於個別的緊固件的需求。例如，該氣密密封的設備的壁可以施加一保持力，以維持該微米間隙。

現在參照圖4，在操作上，該微米間隙式熱光電面板組件100係被固定或是插入到一熱及/或高度輻射的環境中，其係內含能量以用於所期望的轉換成為電能。該殼體102可被製造以從該環境吸收及/或傳遞能量，並且藉此係被加熱及/或輻射，使得能量係從該殼體102(藉由箭頭"a"來加以表示)及/或從該環境(藉由箭頭"b"來加以表示)輻射到該些熱光電模組150上。由於該殼體102是在真空下而且並未觸及該些熱光電模組150，因此最小的(若有的話)能量係從該環境藉由傳導或是藉由對流來通往該些熱光電模組150。

藉由在該殼體102與該些熱光電模組150之間具有該空間132，一精密平坦的內部的殼體表面的存在、或是對於在一被保持抵頂該內部的殼體表面的晶片堆疊上維持均勻且高度的力所需的物理強健度的任一者都不是必需的。根據具體情況，在該殼體102與該施力層190或是該發射體158之間的空間132亦減輕對於在兩者之間的熱介面材料的需求。該空間132係減輕來自在該殼體102以及熱光電模組150之間的接觸的應力。

該施力層190是一可靠的施力機構以維持該微米間隙，使得當該發射體158被來自該殼體102及/或環境進入的能量照射時，該光電元件152可以正常地運作。當被曝露到進入的能量時，該發射體158係吸收該進入的能量，並且藉此加熱(亦即，該發射體組件156是該熱邊)。經加熱的發射體158係重新發射該能量橫跨該微米間隙至該光電元件152。

該被抽真空的微米間隙係最小化從該發射體158至該光電 元件152的對流及分子的傳熱，同時能量的漸逝性(evanescent)耦合係為了在該發射體158與該光電元件152之間的高度有效的能量傳遞而發生。每一個熱光電模組150係藉由液冷散熱器170來加以冷卻(亦即，該光電元件組件151是該冷邊)。該光電元件152係轉換被傳遞的能量成為電能。

藉由該些熱光電模組150所產生的電力係藉由該些電性接腳142、墊144、連接盤188、線184、電連接器128以及各種必要的連接，而被傳送至電力調節機構。一電腦控制器(未顯示)可以監視、改變操作、以及修改該能量轉換系統。該電腦控制器亦包含用於提供警告給操作者、及/或提供自動的解決方案給將會對該微米間隙式熱光電面板組件100、操作者及/或環境造成損壞的狀況之功能。例如，該電腦控制器可以改變插入深度、或是從該熱環境完全移除該殼體。

在一實施例中，該微米間隙式熱光電面板組件100係使得該殼體被設置在一線性致動器(未顯示)上，以用於精確的控制插入到該熱及/或高度輻射的環境中的深度。例如，該支撐表面12可以就是一具有輪的推車的部分。或者是，該支撐表面可被安裝到一夾具(未顯示)，該夾具係藉由軌道及/或一齒條與小齒輪(rack-and-pinion)機構來加以導引，以用於定位該夾具並且因此定位該微米間隙式熱光電面板組件100。該移動可以是電動的、或甚至是人工的。

在一替代實施例中，該殼體係被固定在一熱環境中的適當的地方。該散熱器170以及藉此的該些熱光電模組150可以是在一類似或是不同的線性致動器上，以用於精確的控制插入到該殼體102中的深度。再者，一外部的殼體(未顯示)可以安裝在該熱環境中、或是安裝至該安裝托架120 以用於和其一起移動。除了是稍微較大的以圍繞並且藉此在該熱環境中保護該殼體102之外，該外部的殼體在形狀上將會是非常類似於該殼體102。

在另一實施例中，該散熱器170可以是不同成形的，使得該散熱器170具有超過兩個側邊，每一個側邊係具有熱光電模組150於其上。例如，該散熱器可以是三角形、方形、五角形、六角形、八角形等等。舉例而言，見於在以下所敘述的圖16A-D。

現在參照圖6，一習知技術散熱器370的分解圖係被展示。該散熱器370係包含複數個冷卻艙(bay)371作為一流體迴路的部分，該流體迴路係具有一入口373以及一出口375。每一個冷卻艙371係包含接腳板377，其係促進與該冷卻流體的熱交換。例如，該些接腳板377可以具有鰭片及/或接腳，其係形成流動通道以增加表面積的接觸。

現在參照圖7及9，一散熱器170的各種截面圖係被展示。該散熱器170係包含複數個冷卻艙171，其係具有冷卻鰭片或是接腳175於其中。該些冷卻艙171係位在每一個模組150之下。該入口及出口冷卻管104係提供冷卻流體至該些冷卻艙171。

該冷卻流體係從一入口岐管179，經由一入口槽180來進入該些冷卻艙171。該冷卻流體係從該些冷卻艙171，透過出口槽183來通入一出口岐管181。如同最佳見於圖7中的，該些入口槽180的面積係沿著朝向該遠端172的遠端方向，從艙171到艙171地增加。該些槽180可以在長度及/或高度上增加，以提供增大的面積/流量。隨著該些冷卻艙171從一近端前進到一遠端位置，該些入口槽180的此增大的橫截面面積係最佳地平衡被提供至所有冷卻艙171、以及因此提供至所有模組150的冷卻。因此， 該些模組150係被有效率地冷卻，以最佳化有效率的電力的產生。或者是，替代寬度或是除了寬度以外，該些入口槽180的長度可以變化，以達成沿著該散熱器170的一長度調諧該冷卻。該些入口槽180的形狀及尺寸亦可被調諧，以解決在冷卻需求上的局部變化，因為熱及/或輻射可能會不均勻地施加至該熱光電面板組件100。圖8係展示一替代的變化的槽180'的配置。

現在參照圖10，描繪根據本案的記載內容的另一散熱器470的橫截面圖係被展示。該散熱器470係包含一被插入在該入口岐管477內的管或是套管485。該套管485係形成槽487，該些槽487係在尺寸上變化，以便於改變沿著該遠端方向從艙471到艙471的入口槽480的尺寸。較靠近該套管485的遠端的較大的入口槽487係在較遠端設置的冷卻艙471中產生增大的流量。同樣地，該些入口槽487的形狀及尺寸可以根據需要來加以調諧，例如是用以解決在冷卻需求上的局部變化，因為熱可能會不均勻地施加至該熱光電面板組件100。

參照圖11，根據本案的記載內容的一發射體558的橫截面圖係被展示。該發射體558是一範例的薄膜發射體，以用於納入在如同在此所述的微米間隙式熱光電面板組件中以及在其它應用中。該發射體558係具有一基板560，其係由一種例如是熔融的二氧化矽、石英或藍寶石的光學通透的媒體所製成。在較低溫的實施例中，例如是玻璃的額外的媒體可被利用。

該基板560係具有一第一表面562以及一與該第一表面562相對的第二表面564。該第二表面564係面對該光電組件(未顯示)。為了維持至該光電組件的間隙，該第二表面564可以形成複數個間隔物566。如同 可見的，該基板560可以被做成是相當厚的，其係提供較大的結構強度、改善的平坦度、以及在該間隙上的力均勻度。在一實施例中，該基板560在厚度"t"上大約是4mm，其中在間隔物566之間的間隔"s"上大約是1mm，此在直徑"d"上大約是100um，並且在高度"h"上大約是0.15um。

在一實施例中，該第二表面564係具有一光學不通透的材料的薄層568沉積於其上。在一實施例中，該薄層568是碳。在另一實施例中，該薄層568是一例如是矽的高折射材料。該薄層568係被設計以吸收從一熱的輻射熱源所發射的紅外光，以輻射能量至該光電元件以用於藉此的吸收。簡言之，具有該薄層568的光學通透的基板560係被設置在一熱源(未顯示)與該光電組件之間，其可以轉換紅外光成為電流。較佳的是，該間隙的至少一尺寸係小於該紅外光的波長。

該薄層568的厚度應該被選擇成是足夠厚的以吸收從該熱源發射的紅外光的大部分或是全部，然而該薄層568的厚度應該是足夠薄的以限制熱傳導至且透過間隙形成機構566的橫向的傳導。該薄層568的薄度係作用像是一熱阻器，藉此限制熱橫向地透過該薄層568的橫向的流動。在一較佳實施例中，該光學通透的基板560係大致對於紅外光通透的並且具有高的熱阻，而且係由例如是石英、二氧化矽、以及藍寶石的適合用於高溫操作的材料所構成的。該光學通透的媒體基板560的高的穿過厚度的熱阻結合該薄層568的幾何限制的高的橫向熱阻係一起作用以限制熱傳導的能量透過間隙形成機構566的傳輸。在一實施例中，該薄層568在厚度上是至少100奈米，並且較佳的是在厚度上數微米，以容許該紅外光的充分的吸收。

在另一實施例中，為了微米間隙式熱光電應用，該薄層568係包含一第二層570。該第二層570應該是由具有高的紅外線吸收以及高的折射率的材料所構成的，例如是非晶矽以及多晶矽。在又一實施例中，該薄層568可被省略，並且只有第二層570被使用，因為該第二層570係具有足夠高的吸收。如同藉由檢視本案技術而將會體認到的，各種的塗層都可被施加至該第一表面562。例如，抗反射的塗層、過濾層、替代的吸收或反射層、與類似者可被利用以增進效能。此外，第二及第三層或發射體可以額外被施加至該些表面562、564、568、570的任一個。該基板560本身可以是一種多層的結構。實際上，兩個或多個熔融的二氧化矽層可以根據需要加以塗覆、根據需要與額外的層匹配、與像是奈米結構(例如且非限制性的間隔物)一起加以形成、以及用任意的組合而被夾設在一起。

該些間隔物或間隙形成機構566可以是具有小的橫向尺寸的實體間隔物。每一個間隔物566係和最接近的間隔物分開一段距離是足夠大到以最小化從該薄層568至該光電元件的熱傳導。然而，在該些間隔物566之間的距離仍然應該是足夠小到以便於最小化該薄層568直接實體接觸到在該些間隔物566之間的區域中的光電元件的可能性。

間隙形成機構566可以是微米尺寸的盤、支柱、柱、管、角錐、與類似者。該些間隔物566將會較佳的是由例如是矽氧化物的機械強健的熱阻性材料所構成的。該間隔物566可以在該薄層568的施加之前，先被設置在該透明的基板560的第二表面564之上或是被嵌入到該第二表面564之中，並且在某些情形中是被刻意地圖案化在該第二表面564之上。當該薄層是平坦且未圖案化時，該些間隔物566亦可以是施加至該薄層568 的外表面、及/或該光電元件的表面。該些間隔物566亦可以與該薄層568一體地加以形成。該些間隔物566亦可以藉由在該基板內所形成的井中沉積一隔熱材料來加以形成，使得該些間隔物係延伸在該基板表面564之上。

現在參照圖12A及12B，該間隙的視覺的檢查的兩個影像係被展示。圖12A係例證一不均勻的間隙的一視覺圖像的影像600，並且圖12B係例證一均勻的間隙的一視覺圖像的影像602。藉由具有一透明的發射體，一種用於該間隙的視覺的檢查之方法是有效的。一旦被組裝後，因而該發射體係被設置成接近一例如是該光電元件的表面之第二表面處，一條紋圖案601是肉眼可見的。相較於一具有最小或是沒有不均勻度的間隙之組件(例如，影像602)，複數個條紋係指出一相對大且/或不均勻的間隙(例如，影像600)。

有利的是，該些條紋不僅容許有快速且容易的檢查一高品質的近場間隙，亦容許有即時的調整。技術員可以調整緊固件的張力以及其它機構，同時利用該條紋圖案作為用於該調整的回授。該間隙的尺寸及均勻度亦可以藉由一光學工具，例如是一UV薄膜厚度的量測工具來加以量測。在任一種情形中，在觀看該些條紋時，可以執行調整來改善該間隙尺寸以及均勻度。

圖13A-E是根據本案技術的用以製造一薄膜發射體的各種可能的製造步驟的一系列的橫截面圖。在圖13A中，該方法係開始於一相當厚的基板700，其係由一例如是石英或熔融的二氧化矽的隔熱材料所做成的。較佳的是，一或兩側係被拋光。該基板700可以是對於高於一特定的光電元件(例如，InGaAs)的能帶間隙(例如，1至2.2微米)的輻射通透的，並 且對於低於該能帶間隙(例如，2.2至10微米)的輻射吸收的。就此而論，顯著低於能帶間隙的輻射的曝露將會產生該發射體的顯著的加熱。

在圖13B中，複數個間隔物702係藉由微影及蝕刻來加以形成。一典型的間隔物幾何在直徑上是10至100微米，其係具有一0.10至0.20微米的高度。在圖13C中，一碳層704已經沉積在該基板700上。在操作上，該碳層704係吸收並未被該基板700吸收的入射的輻射。因此，可能會到達一1000度C的溫度。在一實施例中，該碳層704可以是0.1至5微米厚的。

現在參照圖13D，一矽層706係被沉積在該碳層上。該矽層706是選配的，但是可以提供折射率匹配至該光電元件(例如，InGaAs)的功能，以強化該近場效能。折射率匹配是當一種材料的折射率密切近似另一種材料的折射率時，使得當具有相同折射率的兩個物品(例如，該層706以及光電元件)彼此相鄰時，輻射的能量係在最小的反射或折射下從一個物品通往另一物品。該矽層706的厚度可以是類似於該碳層704的厚度。

選配的是，如同在圖13E中所示，該碳層704及/或該矽層706可以是只在該些間隔物702的區域中不存在的。因此，該些間隔物702係有效地延伸穿過該上方的層704、706中的一或多個。在另一實施例中，例如是在圖13F的實施例中所展示的，一在該些間隔物702周圍的額外區域708並不具有該矽層706及/或該碳層704。該些間隔物702亦可以是一不同於該基板的結構及/或材料，例如是一種氧化物、或是根據需要的不同的摻雜的區域。在另一變化中，該些間隔物702係單純高於該額外的層的厚度，因而在該製程期間並未被該層所覆蓋。在另一實施例中，該基板700係最初被沉積一不通透的層，以用於促進藉由利用中斷技術標準的半導體製造 設備進行的處理。在另一種方法中，一背側不通透層係被施加，接著之後當不再需要時被移除。所思及的是，圖13B-E的結構的每一個以及圖13F的結構可以代表完成的組件。

在如同在圖13F中所示的另一種製造一基板700的方法中，該基板700係具有一被施加至一表面的阻劑(未顯示)。該阻劑係透過一微影製程來加以顯影，使得一圖案的孔洞係被形成。該孔洞係具有尺寸是大致匹配該些間隔物702的所要的橫向尺寸。藉由在該光阻層中形成該些孔洞，該基板700在該些孔洞的底部之處的一部分係被露出。

一例如是矽氧化物的間隔物材料係橫跨被塗覆阻劑的基板的整個表面來加以沉積，並且該間隔物材料係部分或是完全地填入在該光阻層中的孔洞，以和在該光阻層中的孔洞的底部露出的基板700實體接觸。在橫截面上，在該光阻層中的孔洞可以是圓形的、或是任何其它二維的形狀，例如是橢圓形、三角形、方形等等，即使該間隔物可以漸縮成一窄的平頂、一點、或者是在形狀上的其它變化。一熱製程可被用來確保在該間隔物材料以及在該些孔洞的底部的基板700之間的良好的機械式接合。透過一剝離製程，該光阻層以及大部分的間隔物材料層係被移除，此係留下間隔物702黏著至該基板700。該些額外的層704、706中的一或多個接著可以依據較佳的情形而被施加。

在一實施例中，該基板700係被塗覆一沉積的間隔物材料，該間隔物材料係已知在被氧化或是接著遭受到另一增加材料體積的製程步驟時，具有一增大的體積。具有由於熱氧化的體積的增加之此性質的此種材料可以是矽，其氧化物變成是矽氧化物。或者是，該基板700可以具有 接合至其、或是生長於其上的一薄層的例如是矽的可氧化的材料。在下一個步驟中，一例如是矽氮化物的遮罩層係被沉積在未氧化的間隔物材料之上。透過微影製程步驟，一圖案的孔洞係被形成在該遮罩層中，該些孔洞係具有尺寸是大致匹配該些間隔物702的所要的橫向尺寸。因此，在該些孔洞的底部的未氧化的間隔物材料的一部分係被露出。

接著，該基板係遭受到一熱氧化步驟，此係使得在該些孔洞的底部的未氧化的間隔物材料氧化，藉此增加處於該氧化狀態的間隔物材料的體積。在增大的體積下，在該些孔洞的附近的氧化的間隔物材料係將在該些孔洞的邊緣處的遮罩材料向上推。該遮罩材料以及間隔物材料若是足夠薄且/或對於頻帶內的IR輻射通透的，則其可以被留在適當的地方，並且該被向上推的遮罩材料係變成該些間隔物的承受表面。在另一實施例中，該遮罩材料可被剝除，使得該氧化的間隔物材料係變成該些間隔物的承受表面。並且在又一替代的配置中，該遮罩材料以及未氧化的間隔物材料都被剝除，此係只留下該氧化的間隔物材料作為該些間隔物的承受表面。

仍然參照圖13F，前述其中一間隔物係被形成到該基板之上的實施例的任一個都可以藉由在該些間隔物周圍形成一隔離溝槽708的製程步驟來加以強化。在一實施例中，該隔離溝槽708在形狀上是環狀的，其係具有一10至40微米的深度、以及5至100微米的環狀的寬度。該溝槽708係被形成在該間隔物702的周圍以改善該間隔物702的熱隔離，因而相對較少的熱能係藉由透過該間隔物702的高度的傳導，從該發射體而被傳遞至該光電組件。如上所提到的，該間隔物702的形狀亦可以從近端至遠端地變化(例如，一角錐形狀)，以進一步降低熱能傳遞。該溝槽708亦可具 有一向下陷入到該基板700內的下方端710。

現在參照圖14，一最佳化的發射體的圖形描繪800係被展示，其中在高度透射與高度吸收之間的一轉變點806係被設置在該光電元件的能帶間隙。此種發射體可被利用以製造一被調諧以最大化該光電元件的效率的發射體。該發射體係被製造以大部分通過具有高於該光電元件的能帶間隙("AB")的能量的光子，其中吸收以及轉換成為電力是高度有效率的(例如，範圍802)。使得低於該能帶間隙("BB")的光/能量入射在該PV元件之上是非所要的。因此，一具有過濾器的發射體係吸收該BB光子，並且變成被加熱的(例如，範圍804)。由於該發射體並非完全透射AB光子，因此被吸收的AB光子亦貢獻到加熱該發射體。一旦足夠熱的之後，該發射體接著輻射AB光子，其係藉由一光電元件或晶片(PV)而有效率地被轉換成為電力。簡言之，具有高於該能帶間隙的能量的AB光子係大部分通過該發射體以用於藉由該光電元件在高效率下的轉換，而具有低於該能帶間隙的能量的BB光子係被該發射體吸收，其係加熱並且輻射具有高於該能帶間隙的能量的額外的AB光子。

一吸收從一黑體或是其它發射源所發射的所有波長的PV在操作上是不到最佳的。通常，只有高於能帶間隙(AB)的波長係容易被轉換成為電力，而低於能帶間隙(BB)的波長係被吸收到該PV中而作為熱並且未被轉換成為電力。在另一實施例中，一選擇層係被插置在該發射源與該PV之間以改善轉換。該選擇層可以是一發射體或是一分開的結構。

在一實施例中，熔融的二氧化矽係被用來提供該發射體的所要的性質的一近似。所吸收的BB能量係加熱該發射體，並且來自該發射體 的近黑體的再發射係發生。較佳的是，該過濾器以及PV係分開一近場(亦即，子波長)間隙，因而來自該發射體的再發射能量係在降低的阻抗下通往該PV。因此，從一PV的背側反射器(例如，一金層)被反射回的BB能量亦在降低的阻抗下，橫跨該近場間隙通往該發射體，其亦為了改善的再發射而增加熱能至該發射體。

在一進一步最佳化中，理想發射體係納入膜及/或結構，其係促進在完美地透射及完美地吸收之間的一額外第二轉換、或促進完美地反射具有高於可藉由該光電元件轉換的能量的光子。在能量頻譜中的此第二高於能帶間隙的轉換的最佳的設置係依據數個因素而定，其包含但不限制於：該光電元件的反射度；該光電元件的頻譜響應；在該發射體及該光電元件之間的能量平衡；以及在該PV的主體內的光學吸收。

此第二高於能帶間隙的轉換的存在係有助於轉換由非常高能的光子所擁有的超過該能帶間隙的能量之超出的能量成為熱能，其係加熱該發射體。該發射體的加熱係產生該熱能，其係被發射為AB光子以用於藉由該PV的能量轉換。

本案技術並不限於任何特定的領域或技術領域。例如，在此的教示係等同可應用於熱離子、量子點能量收集系統、太陽能電池、遠場技術、以及現在知道且之後所開發的類似者。所思及的是，本案技術將會是等同可應用於廢熱轉換、主要的能量產生、太陽能、可攜式電源及其它領域、以及例如是光電應用的應用。本案技術亦可以和已知的能量轉換機構組合或是整合，以提供一先發電式或後發電式、或是有效地提供一熱電聯產(CHP)能量轉換系統。

針對於一特別有用的領域的一個例子，廢熱是一龐大且大部分都未被開發的低成本能量的來源。超過一半在世界上所產生的能量係以廢熱的形式逸散到大氣中。在全球的能量使用到了2040年預計是增加幾乎50%，而且電力需求在相同的時間範圍預期是成長幾乎70%下，該廢熱問題的重要性係更加複雜化。本案技術係解決此挑戰。一典型的工業規模的廢熱環境可能具有在600℃到1400℃範圍內的溫度。

本案技術係提供一種小型的模組化系統設計，其係輕易地被改裝到現有的工業用的基礎結構的廢熱流，而不損及上游的製程。由於小的覆蓋區的關係，根據本案的記載內容的微米間隙式熱光電面板組件係提供一理想的形式以用於安裝到一些世界上最大的產業的製造設備內，例如是油及天然氣探勘、石化、化學製程、以及玻璃、鋼及水泥製造。該微米間隙式熱光電面板組件可以提供現場的電力給產業的工廠，同時降低市電電力的消耗及成本。

現在參照圖15，一具有根據本案技術的微米間隙式熱光電面板組件100之工業用的玻璃爐應用300係被展示。該應用300係具有一用於傳送熱廢氣的風道組件302。該風道302係以部分的橫截面來加以展示，以描繪於其中的微米間隙式熱光電面板組件100。如上所述，該些微米間隙式熱光電面板組件100係透過在該風道組件302的壁304中的埠來加以安裝。一高架的走道306係作用為導管支撐系統的雙重目的。該走道306可以支撐例如是一冷卻流體系統的公用事業管線，其係經由用於該些組件100的導管308來供應冷卻流體。該走道306亦可以支撐真空管線、監視管線、診斷管線、通訊管線、電線與類似者。使用者可以在一或多個站台310監 視及/或操作該些微米間隙式熱光電面板組件100。該些站台310係具有螢幕312，以容許和該些微米間隙式熱光電面板組件100的容易的操作觀看及互動。或者是，該些微米間隙式熱光電面板組件100可以遠端地加以監測及/或操作。

此種廢熱環境係致能根據一特定工廠的廢氣風道氣體溫度、組成物以及質量流速率的組合之熱至電力的產生。一被用來製造玻璃的爐通常是以每小時17mBTU的熱速率來產生介於800℃至1400℃之間的廢氣。每一風道可以置放多達20或更多組的微米間隙式熱光電面板組件100，並且在每個爐兩個風道下，從每一個玻璃爐輸出的功率可以是200kW至1MW或是更大。以美國每千瓦小時$0.07的平均工業用的成本計算，此功率將會在年度的電力費用上補償高達$600,000。在例如是加州(13.6c/kWh)、德國(15.5c/kWh)以及義大利(26c/kWh)的高成本的地點，節省係顯著更大的。

現在參照圖19，根據本案技術的一可攜式診斷工具1300的後立體圖係被展示。該可攜式診斷工具1300可以輕易地評估來自廢熱環境的功率的產生。該可攜式診斷工具1300係包含在一安裝系統1302上的一熱光電面板組件100。該安裝系統1302可以輕易地藉由傳統的方法來運送，較佳的是在無拆解或組裝下運送。在另一實施例中，該可攜式診斷系統係為了運送而部分地拆解。在又一實施例中，突出的構件可以為了運送而藉由安裝的鉸鏈被旋轉成為直立的位置。該安裝系統1302係輕易地被移動到一所要的位置，以用於選擇性的將該熱光電面板組件插入到一廢熱環境中。一控制單元1304亦在該安裝系統上，以用於控制該熱光電面板組件100 的操作。

該安裝系統1302係包含一基底結構1306，以用於將構件安裝至其。在該基底結構1306上的固鎖旋轉腳輪1308係讓該可攜式診斷工具1300輕易地滾動並且鎖住在適當的地方。該基底結構1306係具有一軌道系統1310，以用於選擇性地沿著一軸來移動該熱光電面板組件100。較佳的是，該熱光電面板組件100的一高度亦可被調整。該基底結構1306亦包含一真空系統，以用於提供真空至該熱光電面板組件100。由於該真空系統具有一相當大的重量，因此該真空系統可以在該熱光電面板組件的延伸期間，被置放或是可移動以作用為一配衡件(counter-balance)。該基底結構1306係包含一儲存單元1320，以用於保持修繕用品、維護工具、防護服及板、燃燒套件與類似者。

該基底結構1306亦具有一冷卻單元，以用於提供冷卻流體至該熱光電面板組件100。或者是，冷卻可以是藉由外部的來源，例如那些藉由基礎設施(例如，水、管路系統、HVAC、冷卻水塔與類似者)或是藉由自然的來源(例如，地熱冷卻、河流、溪流、海洋、空氣、等等)所提供者。該可攜式診斷工具1300視需要地具有電性以及其它公用設施接線、電纜線、軟管、以及連接器，以為了快速且容易的連接而和現場的公用設施介接。在一實施例中，板上的冷卻系統係包含一大的冷卻液流體貯存器、一泵以及一熱交換器。就此而論，該冷卻系統係具有一相當大的重量，其係被設置或是可移動以在該熱光電面板組件的延伸期間作用為一配衡衡件。該可攜式診斷單元1300的其它構件亦可以有助於作用為配衡件。

該可攜式診斷單元1300亦具有一變流器1312。該變流器 1312可以是可分離的，並且藉由一為了此目的所建構的電纜線連接來配接至該可攜式診斷單元1300。類似地，該控制單元1304以及其它構件可以是可分離的。藉由能夠縮減構件，該可攜式診斷單元1300可以被配置在更多各式各樣的環境中。整體的尺寸、高度及/或重量亦可被降低。

該控制單元1304係管理該熱光電面板組件100以及該可攜式診斷工具1300的其它構件，例如是若為電動的軌道系統1310的操作。該控制單元1304係具有一視覺的警告"燈堆疊"或是"堆疊指示燈"或是"指示燈"1314、以及視訊記錄/監視設備1316。根據需要，該控制單元1304亦可以具有一UPS備援單元、一資料獲取模組、以及一遠端的存取模組，以用於經由一智慧型手機應用程式與類似者的操作。

在一實施例中，該控制單元1304是一專門的特定應用的硬體設計。該控制單元1304通常包含一含有一或多個微處理器的中央處理單元、隨機存取記憶體(RAM)、用於執行I/O操作(未顯示)的機構及結構、一例如是硬式磁碟機的儲存媒體、一用於讀取及/或寫入可拆卸的電腦可讀取的媒體的裝置、以及一用於在該中央處理單元上執行的作業系統。根據一實施例，該控制單元1304的硬碟機係執行啟動及儲存該作業系統、其它將被執行的應用程式或系統、在該硬碟以及該RAM與類似者之間分頁及交換。在一實施例中，該些應用程式係存在於該硬碟機上，以用於執行根據本案技術的功能。在另一實施例中，該控制單元1304係具有一瀏覽器，以用於存取在一例如是本地區域網路或網際網路的分散式計算網路內所管理的一應用程式。該控制單元1304亦可以利用一例如是CD或DVD類型的媒體之可拆卸的電腦可讀取的媒體，該媒體係被插入於其中以用於讀取及/或 寫入至該可拆卸的電腦可讀取的媒體。在其它實施例中，控制係藉由一簡單的可程式化的邏輯控制器(PLC)來加以達成，不論是否具有用於SCADA(監控與資料獲取)的通訊功能。

該控制單元1304係具有一如同熟習此項技術者已知的輸入裝置，其可被利用以提供輸入信號來用於執行在該控制單元1304上的應用程式以及其它例如是作業系統的程式的控制。在舉例說明的實施例中，該輸入裝置較佳的是包括一開關、一滑動部、一滑鼠、一軌跡球、一操縱桿或一搖桿、一麥克風、或其它此種裝置(例如，一具有被一體安裝的操縱桿或滑鼠的鍵盤)，一例如是消費者的使用者藉由其可以輸入控制信號以及其它的命令。儘管一鍵盤及/或觸控螢幕作為一輸入裝置的使用並未進一步在此加以敘述，但在本記載內容的範疇內的是該輸入裝置包括熟習此項技術者已知的一些鍵盤及觸控螢幕的任一種，其中用於與該使用者以及體現此種方法的應用程式的實施及互動的控制信號或命令可以用經由鍵盤或觸控螢幕的離散的命令的形式來加以實施。

該控制單元1304係具有一如同那些具有在相關技術的普通技能者將會體認到的顯示器。該顯示器可以是熟習此項技術者已知的一些裝置的任一種，以用於顯示響應於來自電腦14、16的輸出信號之影像。此種裝置係包含但不限於陰極射線管(CRT)、液晶顯示器(LCDS)、電漿螢幕、與類似者。儘管一簡化的圖係在圖19中被描繪，但是此種圖示不應被解釋為限制本記載內容於該舉例說明的實施例。應該體認到的是，從該控制單元1304輸出的信號可以源自於被安裝在該控制單元1304的一殼體內的包含PCI或AGP視訊板或卡的一些裝置的任一種，該裝置係可操作地耦接至該 控制單元1304的微處理器以及顯示器。

在操作上，該可攜式診斷單元1300係具有一熱光電面板組件，因而各種的位置都可以針對於一熱光電面板組件的一更永久的安裝以從熱產生電力的合適性來加以測試。在一實施例中，四個連接是所需的(例如，20830amp電源電路；20830amp電源電路以將該變流器連接至市電；用於該監視系統的110電源電路；以及供水)。所有的連接及設備都是電器製造商協會(nema)等級的，而且是符合UL的。例如，在一廢熱環境中的數個位置可能是適合用於產生電力。在該各種的位置中的接達可被產生(例如是藉由多個用於該熱光電面板組件的插入的孔洞的產生)。一或多個可攜式診斷單元1300可以被運送至該位置，並且被設置在每一個可能的位置一段時間期間。該可攜式診斷單元1300將會收集所有相關的資料以用於該位置的合適性以及收益性的分析，因而可以做成一項有根據的關於永久安裝的熱光電面板組件的數目及設置的決策。該控制單元亦可以部分或是整體被使用在永久的安裝上。例如，當監視操作時，該控制單元1304可以使用一電動的軌道系統以在符合一例如是過溫的狀況(可以指出該冷卻系統的一失效)之預設的狀況時，從該廢熱環境自動地撤回該熱光電面板組件。該控制單元係根據該組件的熱衝擊輪廓來控制一插入速度以及一抽回速度，以便於管理該熱衝擊。

所預見的是，一電動的軌道系統亦可被利用以控制該永久的熱光電面板組件到該加熱的區域內的插入。該電動的致動器可以是藉由一導螺桿、或是球螺桿、或是阿克母螺紋所驅動的一線性致動器，儘管任意類型的軌道(例如，圓形、磁性、齒條與小齒輪、等等)亦可被利用。該驅動 機構亦可以是任意類型，例如是一液壓缸、一氣壓缸、一氣動馬達、手搖齒輪盤、與類似者。

該控制單元亦可以根據可自訂的警報參數，藉由網際網路、電話、行動電話、藍芽或是類似的通訊協定來提供警告給指定的接收者。如同在動態系統控制中典型的，該控制單元可以從大量的感測器接收輸入，以監視各種的溫度(例如，環境、控制、爐、冷卻水、真空馬達、系統內部、變流器、與類似者)、壓力(例如，系統真空、環境壓力、冷卻流體壓力、與類似者)、流動速率(例如，排氣、冷卻水)、以及對於熟習系統控制技術者而言為常見的任何其它數位或類比感測器。在一實施例中，該控制單元係包含一可程式化的邏輯控制器(PLC)，其係利用熱電偶、電阻溫度偵測器(RTD)、電流信號(0-20mA、4-20mA、等等)、電壓信號(0-10VDC，僅為一例子而已)、任何協定的串列通訊(亦即，RS-232、RS-485、USB、MODBUS、等等)、以及用於觸發系統動作的輸入/輸出繼電器。一典型的系統可以具有一變流器，以直接將電力放在市電上，並且電力產生可以直接藉由第三方硬體及軟體(如同通常是內建於一變流器中者)來監測、或是藉由前述的信號，透過例如是一用於監視DC電流的霍爾效應感測器之設備來監測。

在其它實施例中，離網型電力係被產生，並且利用一例如是充電控制器的典型的系統平衡(具有或是不具有最大功率點追蹤)以及一電池組而被儲存在電池中。這些系統可以使用其本身所產生的電力來操作，而不是依賴不斷電的電源供應器(UPS)或是市電的電源連線。該儲存裝置可以是該可攜式診斷單元的部分、或是一個別的組件。

該可攜式診斷單元亦可以作用來評估在現實世界的狀況中 的各種特點。例如，各種的配置在各種的環境中可能會有差異地運作。該可攜式診斷單元可以具有不同的熱光電面板組件，使得在特點之間的比較可以在現實世界的狀況中加以執行。在另一實施例中，該冷卻系統係被使用作為流體的一加熱器或是預加熱器以用於其它應用。亦被思及的是，該可攜式診斷單元可以具有複數個熱光電面板組件。數個構件可以模組化，例如使得兩個可攜式診斷單元可以具有單一控制單元與類似者。

現在參照圖16A，根據本案的記載內容的另一種微米間隙式熱光電面板組件900的立體圖係被展示。如同將會被那些具有在相關技術的普通技能者所體認到的，該微米間隙式熱光電面板組件900係利用類似於上述的微米間隙式熱光電面板組件100的原理。於是，當可行時，藉由數字"9"而不是數字"1"開頭的相同的元件符號係被用來指出相似的元件。以下的說明係針對於差異。

該微米間隙式熱光電面板組件900的一差異是該散熱器970是四個側邊的。在一實施例中，該散熱器970係具有四十八個TPV模組950於其上，在每一個側邊上有十二個。該散熱器970係在每一個側邊上有一冷卻鰭狀板971(圖16B、16F及16G)，其中十二個TPV模組950係在每一個冷卻鰭狀板971上。亦應注意的是，該散熱器970係被旋轉大約45度。儘管多個組件900是緊密的裝設，該45度的定向係確保在該散熱器的所有四個側邊上的模組從環境接收輻射。該殼體902係為了說明之目的而被畫成是半透明的，但是可以是透明的、不透明的、半不透明的、或是半透明的。

現在參照圖16B，該微米間隙式熱光電面板組件900的散熱器970的遠端972的一部分分解圖係被展示。尤其，一TPV模組950係被 展示為與該散熱器970斷連的。該TPV模組950係為了增大的硬度而具有一相對較厚的基底基板960，並且用於該些螺絲966的安裝孔962係被重新安排。應注意的是，安裝孔962的數目係被加倍，以容納額外的螺絲966。該施力層990亦具有一不同的形狀，因而該些安裝螺絲994係更緊密地被設置在該大致方形形狀的四個角落中。那些具有在相關技術的普通技能者應該體認到的是，在該TPV模組950中所指出的差異可被應用至設置在一種兩個側邊或是任何側邊的散熱器之上的TPV模組，因為該TPV模組設計係與該散熱器設計無關的。

該四個側邊的微米間隙式熱光電面板組件900的一額外的差異是該些電連接係被嵌入到該散熱器970中，即如同在圖16B-D中所示者。該散熱器970係沿著其之一角落邊緣909來形成細長的槽907。如同在圖16D中的橫截面所示，匯電條911係裝入該些槽907內，以用於從該些TPV模組950承載電壓。

現在參考圖16C，該微米間隙式熱光電面板組件900的一角落電性跳接線913的橫截面係被展示。該些角落電性跳接線913係電連接該些TPV模組950。在一實施例中，該些角落電性跳接線913係在沿著該散熱器970的長度相同的點處連接四個TPV模組950成為一群組。該些角落電性跳接線913可用一變化方式來群組TPV模組950的其它組合，例如藉由形成一群組有十二個。該些匯電條911及角落電性跳接線913較佳是由金屬所做成，並且支援低電壓(例如，10V)及高電壓(例如，50V)的應用。

現在參照圖16E，該微米間隙式熱光電面板組件900的散熱器970的立體圖係被展示。該散熱器970係具有一體的背板983，其係具有 兩個用於流體進入及外出的相對較大的孔985。該些較大的孔985係容許有該冷卻流體的較高的流量以及較低的壓力下降。較佳的是，該散熱器970係由高導熱度的鋁合金、銅、鋼與類似者所製成的。

另外參考到圖16F，該散熱器970的部分分解圖係被展示。該散熱器970係包含四個側邊的主體981，其中在每一個側邊上有一鰭狀板987。在每一個鰭狀板987下，該主體981係形成一和該些孔985流體連通的大的流動區域989。鰭片991係從該些鰭狀板987延伸到該些流動區域989內，以促進該散熱器970的冷卻，即如同最佳見於圖16G及16I中者。該些鰭片991大致是複數個細長脊部，而在兩者之間形成平行通道。該些鰭片991的末端993係形成一種賽道配置，即如同最清楚可見於圖16H中。

現在參照圖17A，根據本案的記載內容的另一熱光電(TPV)模組1050的俯視立體圖係被展示。如同將會被那些具有在相關技術的普通技能者所體認到的，該TPV模組1050係利用類似於上述的TPV模組150、950的原理。於是，當可行時，藉由"10"而不是"1"或"9"開頭的相同的元件符號係被用來指出相似的元件。

該TPV模組1050的一差異是該施力層1090的形狀以及該些安裝螺絲1094的配置已經改變。該施力層1090是實質方形的，但是包含四個加大的角落1091。該些安裝螺絲1094係以一實質徑向對稱的方式來加以配置，以降低角落間隙的脫離並且均勻地在熱介面上分布壓力以用於改善的冷卻。在所示的實施例中，該些安裝螺絲1094係在每一個角落1091中被配置成相對配對。

現在參照圖17B，該TPV模組1050的仰視立體圖係被展示。 該TPV模組1050係具有耦接至該些安裝螺絲1094的安裝組件1021。該基底基板1060係形成凹處1061，使得該些安裝組件1021並不會妨礙與該散熱器良好的接觸。該基底基板1060亦可包含用於定位在該散熱器上的安裝接腳1067、以及用於電連接與類似者的凹陷區域1068。

該些安裝組件1021中之一係以分解圖來加以展示。每一個安裝組件1021係包含該安裝螺絲1094、一螺帽1023、以及一彈簧1025。該螺帽1023以及凹處1061係被成形，使得當該安裝螺絲1094被轉動時，該螺帽係被該凹處所捕捉。參照圖17C，一經組裝的安裝組件1021的橫截面圖係被展示。該凹處1061係具有一外部部分1063，該外部部分1063係被尺寸設計並且配置以將該螺帽1023保持在一設定的定向中。該凹處1061亦具有一相對徑向更窄的內部部分1065。當被組裝時，該彈簧1025係藉由該螺帽1023而被維持在該內部部分1065中，而該螺帽1023係位在該外部部分1063中。該螺絲1094係通過該彈簧1025，並且是螺紋地耦接至該螺帽1023。該外部部分1063係具有充分的深度，使得該螺絲1094並不會突出。再者，該充分的深度係容許在該TPV被安裝至該散熱器之後調整該螺絲1094，並且於是容許調整在該TPV模組1050中的間隙。藉由施力層1090所施加的力係藉由該彈簧1025的壓縮作用對抗由該螺絲1094以及螺帽1023所提供的張力來加以提供的。

現在參照圖18，根據本案技術，在一透明或其它的基板上製造奈米間隙的間隔物的各種可能的製造步驟"a-l"的一系列的橫截面圖係被展示。在一實施例中，該基板是一用於一熱光電模組的透明的發射體。步驟"a-l"可以藉由利用在該半導體產業中典型已知的顯微蝕刻術製程來加 以執行。在步驟a，一裸基板1100係被設置。該裸基板1100係在步驟b被塗覆一光阻層1102。該光阻層1102係在步驟c中被圖案化，使得複數個孔洞1104係被形成。該些孔洞1104可以是任意的尺寸及形狀。

在步驟d，一氧化層1106係加以沉積。由於該些孔洞1104，該氧化層1106的部分或是間隔物1108係直接在該基板1100上。藉由剝離具有該氧化層1106於其上的光阻層1102，只有該氧化物間隔物1108將會保持在該基板1100上，即如同在步驟e中所示者。

在步驟f，一金屬遮罩層1110係被沉積在該些間隔物1108以及基板1100之上。為了圖案化該金屬遮罩層1110，光阻1112係被施加至其，即如同在步驟g所展示者。一旦該光阻1112以所要的圖案被形成以產生具有孔洞1114的圖案化光阻1112'(步驟h)之後，該金屬遮罩層1110可被蝕刻成為相同的圖案以形成一圖案化金屬遮罩層1110'，即如同在步驟i所展示者。因此，該些孔洞1114係向下穿過該圖案化光阻1112'及圖案化金屬遮罩層1110'而至該基板1100來加以形成。該金屬遮罩層可以是由任何足夠強健的遮罩材料，甚至例如是厚的光阻所做成的。該金屬遮罩層應該是相對被用來圖案化該基板1100的蝕刻以及其它所需的可能是相當侵略性的製程步驟為強健的。在一實施例中，該基板1100是熔融的二氧化矽，其係利用反應性離子蝕刻(RIE)來加以蝕刻。

在移除該圖案化光阻1112'之後(步驟j)，該基板1100可以在該些孔洞1114的位置處加以蝕刻，以在該基板1100中形成溝槽1116，即如同在步驟k中所示者。一旦該圖案化金屬遮罩層1110'被移除之後，如同在步驟l中所示，其結果是一具有由溝槽1116所圍繞的間隔物1108的基板 1100，以用於改善的間隔物熱阻。

那些具有在相關技術的普通技能者將會體認到的是，數個元件的功能可以在替代的實施例中藉由較少的元件或是單一元件來加以實行。類似地，在某些實施例中，任何功能元件都可執行比那些相關該舉例說明的實施例所敘述者較少或不同的操作。再者，為例示目的而被展示為不同功能元件(例如，散熱器、冷卻管、凸緣、電連接器、介面層、螺栓、與類似者)在一特定實施方式中可被納入在其它功能元件之內。

在此記載的所有的專利、專利申請案以及其它參照是藉此以其整體被明確地納入作為參考。儘管本案技術已經相關較佳實施例來敘述，但是熟習此項技術者將會容易地體認到可以對於本案技術做成各種的改變及/或修改，而不脫離本發明藉由所附的申請專利範圍所界定的精神或範疇。例如，應注意的是，被傳遞至該發射體的能量可以是從該殼體輻射的、或是該殼體可以單純通過來自周圍環境的光子。再者，該申請專利範圍可以被改寫成使得一申請專利範圍的一部分係被闡述在另一申請專利範圍中，並且每一個申請專利範圍可以用一種多重依附的方式來依附到任一、一些或是全部的申請專利範圍，即使此種依附是原先並未主張的。

100‧‧‧微米間隙式熱光電面板組件

102‧‧‧殼體

104‧‧‧冷卻管

106‧‧‧真空連接

108‧‧‧洩壓閥

114‧‧‧近端

116‧‧‧凸緣

118‧‧‧凸緣托架

120‧‧‧安裝托架組件

122‧‧‧支撐桿

124‧‧‧螺栓

126‧‧‧孔洞

127‧‧‧螺栓

128‧‧‧電連接器

140‧‧‧接腳板

150‧‧‧熱光電模組

170‧‧‧散熱器

172‧‧‧遠端

173‧‧‧側壁

174‧‧‧頂表面及底表面

176‧‧‧帶螺紋孔

Claims (62)

1. 一種面板組件，其係包括：一散熱器；以及安裝在該散熱器上的至少一模組，其係包含：一發射體組件；一能量轉換組件，其係和該發射體組件分開一間隙；及一緊固件，其係施加一力以維持該間隙。
2. 如申請專利範圍第1項所述之面板組件，其中該面板組件是熱光電的，該能量轉換模組是一具有一光電元件的光電模組，並且該發射體組件係包含一發射體。
3. 如申請專利範圍第2項所述之面板組件，其中該發射體係栓住到該散熱器。
4. 如申請專利範圍第1項所述之面板組件，其進一步包括經設置為相鄰該發射體的一施力層，並且該緊固件是延伸穿過該施力層以耦接至該散熱器的至少一螺栓。
5. 如申請專利範圍第2項所述之面板組件，其進一步包括在該光電組件與該散熱器之間的一基底基板。
6. 如申請專利範圍第5項所述之面板組件，其中該基底基板係由具有高導熱度性質的一材料所製成。
7. 如申請專利範圍第5項所述之面板組件，其進一步包括經設置為相鄰該發射體的一施力層，並且該緊固件是延伸穿過該施力層以耦接至該基底基板的至少一螺栓。
8. 如申請專利範圍第2項所述之面板組件，其進一步包括：一殼體，其係具有界定一內部的一內表面；一安裝托架；以及至少一支撐桿，其係從該安裝托架延伸並且耦接至該散熱器，使得該散熱器係以懸臂方式進入該內部中以在該至少一熱光電模組與該內表面之間界定一空間。
9. 如申請專利範圍第8項所述之面板組件，其中該殼體是管狀的，其係具有一封閉遠端以及一開放近端。
10. 如申請專利範圍第9項所述之面板組件，其進一步包括圍繞該開放近端以用於安裝該殼體的一凸緣，並且其中該殼體係被安裝至該安裝托架。
11. 如申請專利範圍第8項所述之面板組件，其中：該殼體係維持一真空，並且於是該間隙係被抽真空；該散熱器係界定一通道，以用於接收被泵送穿過該通道的一冷卻流體；以及該緊固件係從由以下所構成的群組選出：至少一螺栓；至少一鉚釘；至少一U形釘；至少一夾箝；至少一接合；及其之組合，以及其進一步在該殼體及一真空源之間包括一洩壓閥。
12. 如申請專利範圍第2項所述之面板組件，其進一步包括：一殼體，其係具有一界定一內部的內表面；以及在該散熱器與該內表面之間的至少一支撐元件，使得一空間係被形成在該至少一熱光電模組與該內表面之間的該散熱器的周圍。
13. 如申請專利範圍第2項所述之面板組件，其進一步包括一電性導線 組件，其係耦接至該散熱器以用於提供電連接至該至少一熱光電模組。
14. 如申請專利範圍第2項所述之面板組件，其進一步包括：一第一殼體，其係具有界定一第一內部的一第一內表面和該散熱器，並且藉此該至少一熱光電模組係延伸到該第一內部中；一第二殼體，其係具有界定一第二內部的一第二內表面，並且該第一殼體係延伸到該第二內部中以用於保護該第一殼體。
15. 如申請專利範圍第14項所述之面板組件，其中該第二殼體係被安裝在一熱環境中，並且進一步包括一線性致動器以用於選擇性地移動該第一殼體到該第二殼體中，並且藉此移動該至少一熱光電模組至一所要位置。
16. 如申請專利範圍第2項所述之面板組件，其進一步包括：一殼體，其係具有界定一內部的一內表面，並且該至少一熱光電模組在該內部中，其中該殼體係被固定在一熱環境中的適當地方；以及一線性致動器，其係用於在該殼體內移動該至少一熱光電模組至的一所要位置。
17. 一種面板組件，其係包括：一殼體，其係具有界定一內部的一內表面；一散熱器，其在該內部中；以及耦接至該散熱器的至少一模組，其係包含和一發射體組件分開一間隙的一元件組件，其中該至少一模組及該內表面係在彼此之間界定一空間，使得該殼體係吸收能量，並且藉此輻射能量至該發射體組件，並且該發射體組件係吸收能量，並且接著發射能量橫跨該間隙以用於藉由該元件組件來轉換成為 電力。
18. 如申請專利範圍第17項所述之面板組件，其中該散熱器係以懸臂方式進入該殼體中，並且該元件組件是一熱光電元件組件。
19. 如申請專利範圍第17項所述之面板組件，其中該散熱器係由至少一隔熱元件所圍繞，以降低與該殼體的熱傳導。
20. 如申請專利範圍第17項所述之面板組件，其中該發射體組件係施加一力，以用於維持該間隙。
21. 如申請專利範圍第17項所述之面板組件，其中該模組係包含：一光電元件；一發射體；以及在該光電元件與該散熱器之間的一基底基板，並且進一步包括一施力層，該施力層係經設置為相鄰該發射體組件並且被耦接至該基底基板。
22. 一種面板組件，其係包括：一殼體，其係具有界定一內部的一內表面；一散熱器，其係在該內部中；以及至少一模組，其係耦接至該散熱器，其中該內部係包含在該至少一模組與該內表面之間的一空間，使得進入該殼體的能量係輻射至該至少一模組，並且接著該至少一模組係吸收能量以產生電力。
23. 如申請專利範圍第22項所述之面板組件，其中該殼體是不透明並且完全地吸收周圍熱，並且在加熱之際，該殼體於是輻射紅外線能量至該至少一模組。
24. 如申請專利範圍第22項所述之面板組件，其中該殼體是半透明，使得一些能量係被吸收以加熱該殼體，並且一些能量係穿過該殼體而被傳遞。
25. 如申請專利範圍第22項所述之面板組件，其中該殼體是透明，使得周圍能量係穿過該殼體而被傳遞至該至少一熱光電模組。
26. 如申請專利範圍第22項所述之面板組件，其中該殼體係包含一或多個窗口，其係改變在該殼體之不同區域中的一透明程度。
27. 如申請專利範圍第22項所述之面板組件，其中該至少一模組係包含：一發射體組件；和該發射體組件分開一間隙的一光電組件：以及施加一力以維持該間隙的一緊固件，進一步包括在該光電組件與該散熱器之間的一基底基板，其中該散熱器係以懸臂方式進入該內部中以界定在該至少一模組與該內表面之間的一空間，以及其中該殼體係維持一真空。
28. 如申請專利範圍第22項所述之面板組件，其中該散熱器係界定相鄰該至少一模組的至少一冷卻艙，並且該至少一冷卻艙係耦接至一冷卻流體源。
29. 如申請專利範圍第28項所述之面板組件，其中該至少一冷卻艙係包含用以促進熱交換的鰭片。
30. 如申請專利範圍第28項所述之面板組件，其中該至少一冷卻艙是複數個冷卻艙，每一冷卻艙係具有一入口，其中該入口係根據在該散熱器上的位置而改變，以解決在冷卻需求上的局部變化。
31. 一種熱光電組件，其係包括： 一光電元件，其係具有一有效頻譜，以用於轉換在該有效頻譜內的第一光子成為電力；以及一發射體組件，其係和該光電組件分開一間隙，其中該發射體組件係容許在該有效頻譜內的該第一光子予以通過。
32. 如申請專利範圍第31項所述之熱光電組件，其中該發射體組件是至少部分透明的，以用於該間隙的視覺觀察，其中該發射體組件係由從由氟化鎂、石英、二氧化矽、藍寶石、具有一第一塗層的石英、具有一第二塗層的二氧化矽、以及具有一第三塗層的藍寶石所構成的群組中選出的一種材料所製成。
33. 如申請專利範圍第31項所述之熱光電組件，其中該發射體組件係由一隔熱材料所製成。
34. 如申請專利範圍第31項所述之熱光電組件，其中該發射體組件當被加熱時係輻射在該有效頻譜內的光子。
35. 如申請專利範圍第31項所述之熱光電組件，其中該發射體組件係包含複數個間隔物，其係被形成在該發射體上以用於維持該間隙。
36. 如申請專利範圍第31項所述之熱光電組件，其中該發射體組件係在每一間隔物周圍界定一熱隔離溝槽。
37. 如申請專利範圍第31項所述之熱光電組件，其進一步包括在該光電元件上的一背側反射器塗層，以用於將在該有效頻譜之外的第二光子反射回到該發射體上以進行吸收。
38. 如申請專利範圍第31項所述之熱光電組件，其進一步包括在該發射體的一側邊上的至少一層。
39. 如申請專利範圍第38項所述之熱光電組件，其中該至少一層係用於折射率的匹配。
40. 一種熱光電面板組件，其係包括：一散熱器；以及安裝在該散熱器上的至少一熱光電模組，其係包含：一光電組件，其係具有一光電元件，該光電元件係具有一有效頻譜，以用於轉換在該有效頻譜內的第一光子成為電力；以及一發射體組件，其係和該光電組件分開一間隙，其中該發射體組件係容許在該有效頻譜內的該第一光子予以通過。
41. 如申請專利範圍第40項所述之熱光電面板組件，其中該散熱器係界定相鄰該至少一熱光電模組的至少一冷卻艙，該至少一冷卻艙係藉由一入口岐管(manifold)來耦接至一冷卻流體源，並且每一冷卻艙係界定一入口，並且進一步包括被插入該入口岐管中的一套管，以根據在該散熱器上的一位置來改變通過每一冷卻艙的流量，以解決在冷卻需求上的局部變化。
42. 如申請專利範圍第40項所述之熱光電面板組件，其進一步包括在該熱光電模組上的一氣密密封。
43. 如申請專利範圍第42項所述之熱光電面板組件，其中該氣密密封係維持一真空，使得只有該熱光電模組的一內部係處於真空。
44. 如申請專利範圍第42項所述之熱光電面板組件，其中該氣密密封係包含壁，其係維持一力以在該發射體組件與該光電元件之間維持一間隙。
45. 一種熱光電面板組件，其係包括： 一光電元件，其係具有一有效頻譜，以用於轉換在該有效頻譜內的第一光子成為電力；以及一發射體組件，其係和該光電組件分開一間隙，其中該發射體組件係包含：一基板，其係具有一第一平面表面和與該第一平面表面相對的一第二表面，該第二表面係和該光電元件分開一間隙；及具有光學不透明或高折射材料的一薄層，其係沉積在該第二表面上以用於吸收從一熱輻射熱源發射的第二光子，以便於加熱該發射體組件，使得該發射體組件輻射該第一光子至該光電元件以藉此進行吸收，其中該第二光子是在該有效頻譜之外。
46. 如申請專利範圍第45項所述之熱光電面板組件，其中該薄層是碳。
47. 如申請專利範圍第45項所述之熱光電面板組件，其中該基板係形成複數個間隔物以設定該間隙。
48. 如申請專利範圍第45項所述之熱光電面板組件，其中該第二光子係不同於該第一光子，並且該發射體組件係容許在該有效頻譜內的該第一光子予以通過。
49. 如申請專利範圍第45項所述之熱光電面板組件，其中該基板是由二氧化矽、熔融二氧化矽、石英、及熔融石英所構成的群組。
50. 如申請專利範圍第45項所述之熱光電面板組件，其進一步包括在該光電元件上的一背側反射器層。
51. 如申請專利範圍第50項所述之熱光電面板組件，其中該背側反射器層是金。
52. 一種製造一發射體之方法，以用於具有一光電元件的一熱光電面板組件，該方法係包括以下步驟：提供一光學透明基板，其係具有一第一表面及相對該第一表面的一第二表面；在該第二表面上形成複數個間隔物，以用於分開該發射體與該光電元件一間隙；以及在該第二表面上沉積具有光學不透明材料的一薄層，以用於吸收從一熱輻射熱源發射的第一光子以便於加熱該發射體，使得該發射體輻射第二光子至該光電元件以藉此進行吸收。
53. 如申請專利範圍第4項所述之熱光電面板組件，其進一步包括：一基底基板，其在該光電組件與該散熱器之間，該基底基板係界定複數個凹處，每一凹處其中係具有一安裝組件，每一安裝組件係包含一螺帽及一彈簧；以及一施力層，其經設置為相鄰該發射體，並且該緊固件是複數個螺栓，每一螺栓係用於耦接至該凹處中的一螺帽。
54. 如申請專利範圍第53項所述之熱光電面板組件，其中該些凹處係包含：一外部部分，其係被尺寸設計並且配置以將該螺帽保持在一設定定向中；以及一內部部分，其係相對徑向更窄的，使得該彈簧當被組裝時係藉由該螺帽而被維持在該內部的部分中，並且該複數個螺栓係通過該彈簧而且螺紋地耦接至該螺帽，使得該彈簧係提供一壓縮力。
55. 如申請專利範圍第53項所述之熱光電面板組件，其中該施力層的一形狀是近似方形，以及 該複數個螺栓有8個螺栓，其以相對配對被配置在該形狀的角落中。
56. 一種用於評估從廢熱環境產生電力之可攜式診斷工具，其係包括：一能量轉換組件；一安裝系統，其係耦接至該能量轉換組件，以用於選擇性地將該熱光電面板組件插入該廢熱環境中；以及一控制單元，其係耦接至該安裝系統及該熱光電面板組件，以用於控制該熱光電面板組件的操作。
57. 如申請專利範圍第56項所述之可攜式診斷工具，其中該安裝系統係包含一基底結構、在該基底結構上用於移動該可攜式診斷工具的固鎖旋轉腳輪、一警報單元、一冷卻系統、一真空系統、以及用於選擇性地沿著一軸移動該熱光電面板組件的一軌道系統。
58. 如申請專利範圍第57項所述之可攜式診斷工具，其中該冷卻單元及該真空單元中的至少一者係被設置以在該熱光電面板組件的配置期間作用為一配衡件。
59. 如申請專利範圍第56項所述之可攜式診斷工具，其中該控制單元係包含視訊記錄及監視設備、用於耦接至公用設施的連接器、一UPS備援單元、一資料獲取模組、以及一遠端的存取控制單元。
60. 如申請專利範圍第59項所述之可攜式診斷工具，其中當符合一預設狀況時，該控制單元係運作上自動地從該廢熱環境撤回該熱光電面板組件。
61. 如申請專利範圍第60項所述之可攜式診斷工具，其中該控制單元係控制一插入速度以及一抽回速度。
62. 如申請專利範圍第56項所述之可攜式診斷工具，其中該能量轉換組 件係包含一熱光電面板組件，其係具有：一散熱器；安裝在該散熱器之上的至少一熱光電模組，其係包含：一發射體組件；一光電組件，其係和該發射體組件分開一間隙；及一緊固件，其係施加一力以維持該間隙；以及一殼體，其係具有界定一內部的一內表面；一安裝托架；以及至少一支撐桿，其係從該安裝托架延伸並且耦接至該散熱器，使得該散熱器係以懸臂方式進入該內部中以在該至少一熱光電模組與該內表面之間界定一空間。