TW201809931A

TW201809931A - 熱電裝置及系統

Info

Publication number: TW201809931A
Application number: TW106114641A
Authority: TW
Inventors: 阿克拉姆Ｉ包凱; 道格拉斯Ｗ譚; 海凡梁; 艾瑞克Ｃ海爾; 格雷戈里Ｌ凱瑞斯; 史考特Ａ史黛柏; 布蘭特里Ｍ威爾斯
Original assignee: 麥崔克斯工業股份有限公司
Priority date: 2016-05-03
Filing date: 2017-05-03
Publication date: 2018-03-16
Also published as: EP3452875A1; WO2017192738A1; JP2019523391A; EP3452875A4; US10290796B2; US20200259062A1; US10580955B2; US20200028057A1; US20170365766A1; CN109219780A

Abstract

本公開內容提供了具有熱電設備的可穿戴式電子設備。所述可穿戴式電子設備可以包括用於向使用者顯示資訊的使用者介面。所述熱電設備可以包括集熱單元、熱電元件以及排熱單元。在使用期間，所述熱電元件可以在熱能從集熱單元跨熱電元件流動並到排熱單元時產生功率。

Description

熱電裝置及系統

全世界每年有超過15太瓦的熱由需要石油作為其主要燃料源的熱機流失到環境中。這是由於這些熱機僅將石油的化學能的約30%至40%轉化為有用功。廢熱的生成是熱力學第二定律的不可避免的結果。術語“熱電效應”包括塞貝克效應（Seebeck effect）、珀爾貼效應（Peltier effect）和湯姆遜效應（Thomson effect）。基於熱電效應的固態冷卻和發電通常利用塞貝克效應或珀爾貼效應進行發電和熱泵送。然而，此類常規熱電設備的效用通常受限於其較低的性能係數（COP）（對於製冷應用而言）或較低的效率（對於發電應用而言）。熱電設備性能可由所謂的熱電品質因數（figure-of-merit）Z = S² σ / k所捕捉，其中‘S’為塞貝克係數，‘σ’為電導率，而‘k’為熱導率。Z通常用作熱電設備的COP和效率的指標——亦即，COP與Z成比例。可以採用無量綱品質因數ZT來量化熱電設備性能，其中‘T’可以是設備的熱端和冷端的平均溫度。雖然常規半導體熱電冷卻器相比其他製冷技術提供了許多優點，但由於較低的品質因數，使其應用相當有限。在冷卻中，具有較小品質因數的、由常規熱電材料製成的熱電設備的較低效率限制了它們在提供高效熱電冷卻方面的應用。

雖然有目前可用的熱電設備，但本文認識到了與此類熱電設備相關聯的各種侷限性。例如，目前可用的一些熱電設備可能不是柔性的，並且不能夠與各種形狀的物體共形，因此難以使用於熱傳遞的表面面積最大化。再例如，目前可用的一些熱電設備相當厚，因而不適合用於需要更緊湊的熱電設備的電子設備。在一方面，一種可穿戴式電子設備包括具有：電子顯示器，其具有用於向使用者顯示資訊的使用者介面；以及功率管理單元，其在工作中與所述電子顯示器耦合，其中所述功率管理單元包括儲能設備和與所述儲能設備電連通的至少一個熱電設備，其中所述熱電設備包括（i）集熱單元，其鄰近於使用者的身體表面擱置，該集熱單元從使用者的身體表面收集熱能，（ii）熱電元件，其與所述集熱單元熱連通，以及（iii）排熱單元，其與所述熱電元件熱連通，該排熱單元從熱電元件排出熱能，其中在使用期間，所述熱電元件在熱能從集熱單元跨熱電元件流動並到排熱單元時產生功率，其中所述功率的至少一部分被儲存在所述儲能設備中。在一些實施方式中，所述可穿戴式電子設備與所述功率管理單元相集成。在一些實施方式中，所述功率管理單元提供所述可穿戴式電子設備的功率要求的至少約10%。在一些實施方式中，所述功率管理單元提供所述可穿戴式電子設備的功率要求的至少約20%。在一些實施方式中，所述功率管理單元提供所述可穿戴式電子設備的功率要求的至少約30%。在一些實施方式中，所述功率管理單元提供所述可穿戴式電子設備的功率要求的至少約40%。在一些實施方式中，所述功率管理單元提供所述可穿戴式電子設備的功率要求的至少約60%。在一些實施方式中，所述功率管理單元提供所述可穿戴式電子設備的功率要求的至少約80%。在一些實施方式中，所述功率管理單元還包括用於提供外部功率以對所述儲能設備充電的外部功率單元。在一些實施方式中，所述可穿戴式電子設備還包括包含所述電子顯示器和所述功率管理單元的外殼。在一些實施方式中，所述排熱單元在所述外殼的側面部分處。在一些實施方式中，所述外殼與所述集熱單元熱連通。在一些實施方式中，所述外殼與所述排熱單元熱連通。在一些實施方式中，所述外殼與所述集熱單元和所述排熱單元兩者熱連通。在一些實施方式中，所述外殼基本上是防水或耐水的。在一些實施方式中，所述外殼包括凸耳。在一些實施方式中，所述凸耳與所述排熱單元熱連通。在一些實施方式中，所述凸耳散熱。在一些實施方式中，所述凸耳不散熱。在一些實施方式中，所述外殼還包括底部子組合件。在一些實施方式中，所述底部子組合件包括傳導板。在一些實施方式中，所述底部子組合件包括所述熱電元件。在一些實施方式中，所述底部子組合件包括傳導背襯。在一些實施方式中，在使用期間所述傳導背襯與用戶的身體熱連通。在一些實施方式中，所述底部子組合件扣合到所述外殼中。在一些實施方式中，所述底部子組合件包括螺紋，並且所述底部子組合件螺入所述外殼中。在一些實施方式中，所述螺紋是導熱的。在一些實施方式中，所述排熱單元包括一個或多個散熱器。在一些實施方式中，所述一個或多個散熱器是熱翅片。在一些實施方式中，所述熱電元件與所述排熱單元之間的熱連通由至少一個熱管提供。在一些實施方式中，所述熱電元件與所述排熱單元之間的熱連通由散熱板提供。在一些實施方式中，所述可穿戴式電子設備還包括在工作中耦合到所述電子顯示器和所述功率管理單元的控制單元，其中所述控制單元調節使用者介面上的資訊的顯示。在一些實施方式中，所述可穿戴式電子設備是手錶。在一些實施方式中，所述使用者介面是圖形化使用者介面。在一些實施方式中，所述使用者介面是類比使用者介面。在一些實施方式中，所述功率管理單元包括在將所述電子顯示器固定到使用者身體表面的卡扣中。在一些實施方式中，所述可穿戴式電子設備還包括在工作中耦合到所述電子顯示器和所述功率管理單元並且與其電連通的柔性電路。在一些實施方式中，所述柔性電路是柔性印刷電路。在一些實施方式中，所述柔性電路是柔性扁平線纜。在一些實施方式中，所述可穿戴式電子設備還包括與所述儲能設備電連通的一個或多個發電單元。在一些實施方式中，所述一個或多個發電單元選自太陽能電池、電感耦合單元、射頻耦合單元以及動力發電單元。在一方面，一種用於使用可穿戴式電子設備的方法包括啟動所述可穿戴式電子設備，其中所述可穿戴式電子設備包括具有用於向使用者顯示資訊的使用者介面的電子顯示器和在工作中與所述電子顯示器耦合的功率管理單元，其中所述功率管理單元包括儲能設備和與所述儲能設備電連通的至少一個熱電設備，其中所述熱電設備包括（i）集熱單元，其鄰近於使用者的身體表面擱置，該集熱單元從使用者的身體表面收集熱能，（ii）熱電元件，其與所述集熱單元熱連通，以及（iii）排熱單元，其與所述熱電元件熱連通，該排熱單元從熱電元件排出熱能；以及使用所述熱電元件以在熱能從所述集熱單元跨所述熱電元件流動並到所述排熱單元時產生功率，其中所述功率的至少一部分儲存在所述儲能設備中。在一些實施方式中，所述可穿戴式電子設備與所述功率管理單元相集成。在一些實施方式中，所述功率管理單元提供可穿戴式電子設備的功率要求的至少約10%。在一些實施方式中，所述功率管理單元提供所述可穿戴式電子設備的功率要求的至少約20%。在一些實施方式中，所述功率管理單元提供所述可穿戴式電子設備的功率要求的至少約30%。在一些實施方式中，所述功率管理單元提供所述可穿戴式電子設備的功率要求的至少約40%。在一些實施方式中，所述功率管理單元提供所述可穿戴式電子設備的功率要求的至少約60%。在一些實施方式中，所述功率管理單元提供所述可穿戴式電子設備的功率要求的至少約80%。在一些實施方式中，所述功率管理單元還包括用於提供外部功率以對所述儲能設備充電的外部功率單元。在一些實施方式中，所述可穿戴式電子設備還包括包含所述電子顯示器和所述功率管理單元的外殼。在一些實施方式中，所述排熱單元在所述外殼的側面部分處。在一些實施方式中，所述外殼與所述集熱單元熱連通。在一些實施方式中，所述外殼與所述排熱單元熱連通。在一些實施方式中，所述外殼與所述集熱單元和所述排熱單元兩者熱連通。在一些實施方式中，所述外殼基本上是防水或耐水的。在一些實施方式中，所述外殼包括凸耳。在一些實施方式中，所述凸耳與所述集排熱單元熱連通。在一些實施方式中，所述凸耳散熱。在一些實施方式中，所述凸耳不散熱。在一些實施方式中，所述外殼還包括底部子組合件。在一些實施方式中，所述底部子組合件包括傳導板。在一些實施方式中，所述底部子組合件包括所述熱電元件。在一些實施方式中，所述底部子組合件包括傳導背襯。在一些實施方式中，在使用期間所述傳導背襯與用戶的身體熱連通。在一些實施方式中，所述底部子組合件扣合到所述外殼中。在一些實施方式中，所述底部子組合件包括螺紋，並且所述底部子組合件螺入所述外殼中。在一些實施方式中，所述螺紋是導熱的。在一些實施方式中，所述排熱單元包括一個或多個散熱器。在一些實施方式中，所述一個或多個散熱器是熱翅片。在一些實施方式中，所述熱電元件與所述排熱單元之間的熱連通由至少一個熱管提供。在一些實施方式中，所述熱電元件與所述排熱單元之間的熱連通由散熱板提供。在一些實施方式中，所述可穿戴式電子設備還包括在工作中耦合到所述電子顯示器和所述功率管理單元的控制單元，其中所述控制單元調節使用者介面上的資訊的顯示。在一些實施方式中，所述可穿戴式電子設備是手錶。在一些實施方式中，所述使用者介面是圖形化使用者介面。在一些實施方式中，所述使用者介面是類比使用者介面。在一些實施方式中，所述功率管理單元包括在將所述電子顯示器固定到使用者的身體表面的卡扣中。在一些實施方式中，所述可穿戴式電子設備還包括在工作中耦合到所述電子顯示器和所述功率管理單元並且與其電連通的柔性電路。在一些實施方式中，所述柔性電路是柔性印刷電路。在一些實施方式中，所述柔性電路是柔性扁平線纜。在一些實施方式中，所述可穿戴式電子設備還包括與所述儲能設備電連通的一個或多個發電單元。在一些實施方式中，所述一個或多個發電單元選自太陽能電池、電感耦合單元、射頻耦合單元以及動力發電單元。在一方面，一種用於製造可穿戴式電子設備的方法，該方法包括（i）將電子顯示器與使用者介面組裝以便向使用者顯示資訊，以及（ii）組裝功率管理單元以生產所述可穿戴式電子設備，其中所述功率管理單元與所述電子顯示器在工作中耦合，其中所述功率管理單元包括儲能設備和與所述儲能設備電連通的至少一個熱電設備，其中所述熱電設備包括（i）集熱單元，其鄰近於使用者的身體表面擱置，該集熱單元從使用者的身體表面收集熱能，（ii）熱電元件，其與所述集熱單元熱連通，以及（iii）排熱單元，其與所述熱電元件熱連通，該排熱單元從熱電元件排出熱能，其中所述可穿戴式設備被配置成使得在使用期間，所述熱電元件在熱能從所述集熱單元跨所述熱電元件流動並到所述排熱單元時產生功率，其中所述功率的至少一部分儲存在所述儲能設備中。在一些實施方式中，所述可穿戴式電子設備包括包含所述電子顯示器和所述功率管理單元的外殼。在一些實施方式中，所述外殼包括頂側和底側，並且其中所述電子顯示器鄰近於所述外殼的頂側安設。在一些實施方式中，所述電子顯示器和所述功率管理單元從所述外殼的頂側裝載到所述外殼中。在一些實施方式中，所述電子顯示器和所述功率管理單元從所述外殼的底側裝載到所述外殼中。通過以下詳細描述，本公開內容的其他方面和優點對於本領域技術人員而言將變得顯而易見，其中只示出和描述了本公開內容的說明性實施方式。如將會意識到的，本公開內容能夠有其他和不同的實施方式，並且在各個明顯的方面其若干細節能夠進行修改，均不會背離本公開內容。因此，附圖和說明書實際上要被視為是說明性的，而非限制性的。援引併入 本說明書中提及的所有出版物、專利和專利申請全都通過引用而併入本文，其程度猶如具體地和單個地指出要通過引用而併入每一單個出版物、專利或專利申請。

交叉引用 本申請與提交於2016年5月3日的美國臨時專利申請第62/331,404號、2016年10月13日的美國臨時專利申請第62/408,015號以及2016年11月11日的美國臨時專利申請第62/421,120號有關，這些申請中的每一個通過引用全部併入於此。雖然本文已經示出和描述了本發明的各個實施方式，但對於本領域技術人員顯而易見的是，這樣的實施方式只是以示例方式提供的。本領域技術人員可在不偏離本發明的情況下想到眾多變化、改變和替換。應當理解，可以採用本文所描述的本發明實施方式的各種替代方案。本文所使用的術語“納米結構”一般是指具有大小小於約1微米（“百萬分之一米”）的、沿著第一軸線的第一尺寸（例如，寬度）的結構。沿著與第一軸線正交的第二軸線，這樣的納米結構可具有從納米或更小到微米、毫米或更大的第二尺寸。在一些情況下，第一尺寸（例如，寬度）小於約1000納米（“nm”）、或500 nm、或100 nm、或50 nm或者更小。納米結構可包括形成於襯底材料中的孔。所述孔可一起形成具有孔陣列的網。在其他情況下，納米結構可包括杆狀結構，諸如絲、圓柱體或盒狀結構。杆狀結構可具有圓形、橢圓形、三角形、正方形、矩形、五邊形、六邊形、七邊形、八邊形或九邊形，或者其他橫截面。本文所使用的術語“納米孔”一般是指具有小於或等於約1000納米（“nm”）、或500 nm、或100 nm、或50 nm或者更小的寬度或直徑的、被填充或未被填充的孔。填充有金屬、半導體或絕緣材料的納米孔可以稱為“納米包含物”。本文所使用的術語“納米絲”一般是指具有小於或等於約1000 nm、或500 nm、或100 nm、或50 nm或者更小的寬度或直徑的絲或其他細長結構。本文所使用的術語“n型”一般是指用n型摻雜物化學摻雜（“摻雜”）的材料。舉例而言，可以使用磷或砷將矽摻雜成n型。本文所使用的術語“p型”一般是指用p型摻雜物摻雜的材料。舉例而言，可以使用硼或鋁將矽摻雜成p型。本文所使用的術語“金屬”一般是指表現出金屬性質的物質。金屬材料可以包含一種或多種元素金屬。本文所使用的術語“單分散”一般是指具有彼此相似的形狀、大小（例如，寬度、截面、體積）或分佈（例如，最近鄰間距、中心至中心間距）的特徵。在一些示例中，單分散特徵（例如，孔、絲）具有彼此最多偏離約20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%或0.1%的形狀或大小。在一些情況下，單分散特徵基本上是單分散的。本文所使用的術語“蝕刻材料”一般是指促進對相鄰於該蝕刻材料的襯底的蝕刻的材料。在一些示例中，在蝕刻材料暴露於氧化劑和化學蝕刻劑時，該蝕刻材料催化對襯底的蝕刻。本文所使用的術語“蝕刻層”一般是指包含蝕刻材料的層。蝕刻材料的示例包括銀、鉑、鉻、鉬、鎢、鋨、銥、銠、釕、鈀、銅、鎳和其他金屬（例如，貴金屬）或者其任何組合，或者可以催化化學氧化劑的分解的任何非貴金屬，舉例而言，諸如銅、鎳或其組合。本文所使用的術語“蝕刻阻擋材料”一般是指阻擋或以其他方式阻礙對相鄰於該蝕刻阻擋材料的襯底的蝕刻的材料。蝕刻阻擋材料可以提供相對於與蝕刻材料相關聯的襯底蝕刻速率減小的、或者在一些情況下大幅減小的襯底蝕刻速率。本文所使用的術語“蝕刻阻擋層”一般是指包含蝕刻阻擋材料的層。蝕刻阻擋材料可以具有比蝕刻材料的蝕刻速率低的蝕刻速率。本文所使用的術語“反應空間”一般是指任何適合於熱電設備或熱電設備的元件的形成的環境。反應空間可適合於與襯底相鄰的材料膜或薄膜的沉積，或者適合於材料膜或薄膜的物理特性的測量。反應空間可以包括腔室，該腔室可以是具有多個腔室的系統中的腔室。該系統可包括多個流體分離（或隔離）的腔室。該系統可以包括多個反應空間，其中每個反應空間與另一反應空間流體分離。反應空間可適合於對襯底或相鄰於襯底形成的薄膜進行測量。本文所使用的術語“電流密度”一般是指諸如襯底的截面等截面的每單位面積的電子（或電）流。在一些示例中，電流密度是半導體襯底表面的每單位面積的電流。本文所使用的術語“相鄰”或“相鄰於”等包括“毗鄰”、“鄰接”、“與…相接觸”和“接近”等。在一些情況下，相鄰元件由一個或多個中間層彼此分離。所述一個或多個中間層可具有小於約10微米（“百萬分之一米”）、1微米、500納米（“nm”）、100 nm、50 nm、10 nm、1 nm、0.5 nm或更小的厚度。例如，相鄰於第二層的第一層可直接接觸該第二層。再例如，相鄰於第二層的第一層可通過至少一個第三層而與該第二層分離。具有熱電模組的可穿戴式設備 本公開內容的另一方面提供了一種具有至少一個熱電模組或單元的可穿戴式電子設備（例如，手錶）。這樣的熱電模組或單元可以用來提供用於供可穿戴式電子設備使用的全部功率或至少一些功率。電子設備可以是手錶，諸如智慧手錶。熱電模組或單元可以是柔性的。可穿戴式電子設備可以是可穿戴在使用者的各個身體部分上的。例如，可穿戴式電子設備可以是可穿戴在用戶的臂、手、腕、腳、踝或頸或者用戶穿戴的一件衣服或其它物體上的。可穿戴式電子設備可以是基本上防水或耐水的。在一些情況中，可穿戴式電子設備可以是耐水的但不是防水的。可穿戴式電子設備可以包括功率管理單元，功率管理單元包括一個或多個熱電設備，以及在一些情況下還包括儲能設備，諸如電池。電池可以是固態電池（例如，鋰離子電池）。可穿戴式電子設備可以包括使用者介面。使用者介面可以是數位或類比使用者介面。使用者介面可以是圖形化使用者介面。可穿戴式電子設備可以由一個或多個熱電設備充電。一個或多個熱電設備可以提供可穿戴式電子設備的功率要求的至少約10%、至少約20%、至少約30%、至少約40%、至少約50%、至少約60%、至少約70%、至少約80%、至少約90%或更多。可穿戴式電子設備可以由一個或多個外部或備選能源充電。可穿戴式電子設備可以由熱電設備和備選能源兩者充電。可穿戴式電子設備可以由熱電和外部能源兩者充電。外部或備選能源可以包括有線充電、感應充電、射頻（RF）充電、太陽能充電以及動力充電。可以至少部分地使用直接附接於可穿戴式電子設備的功率管理單元的充電連接器對可穿戴式電子設備充電。可以至少部分地使用與功率管理單元電連通的感應單元對可穿戴式電子設備充電。感應單元可以在耦合到外部磁場時產生用於功率管理單元和/或儲能設備的功率。可以至少部分地使用與功率管理單元電連通的RF充電單元對可穿戴式電子設備充電。RF充電單元可以在耦合到RF發射機時產生用於功率管理單元和/或儲能設備的功率。可以至少部分地使用與功率管理單元電連通的太陽能電池對可穿戴式電子設備充電。太陽能電池可以在暴露於光時產生用於功率管理單元和/或儲能設備的功率。可以至少部分地使用與功率管理單元電連通的動力發電單元對可穿戴式電子設備充電。動力發電單元可以在使用者的身體運動時產生用於功率管理單元和/或儲能設備的功率。可穿戴式設備可以包括一個或多個集熱單元、一個或多個熱電元件以及一個或多個排熱單元。一個或多個集熱單元可以在使用者穿戴上可穿戴式設備時鄰近於其身體表面擱置，並且可以包括殼背面導體以及上身體導熱板、下身體導熱板以及一個或多個身體導熱體節點。一個或多個熱電元件可以與一個或多個集熱單元熱連通。一個或多個熱電元件還可以與一個或多個排熱單元熱連通。熱電元件與排熱單元之間的熱連通可以由熱管、蒸氣室、散熱板或其組合提供。一個或多個排熱單元可以從一個或多個熱電元件排出熱能，並且可以包括殼頂部散熱器、頂側散熱器、底側散熱器以及一個或多個外部散熱器節點。現在將參考附圖，其中相同的附圖標記自始至終指代相同部分。可以認識到附圖及其中的特徵未必按比例繪製。圖1示出了可穿戴式設備100的分解圖。所示示例中的可穿戴式設備100是手錶。可穿戴式設備100可以包括頂部玻璃101、顯示器保持器102、電子顯示器103、主印刷電路板（PCB）104、電池105、扣環106、一個或多個隔離柱107、一個或多個栓住螺母108、外殼頂部散熱器109、一個或多個彈簧桿110、手錶按鈕111、按鈕彈簧112、絕緣體隔離物113、柔性印刷電路114、一個或多個熱電發電器（TEG）115、振動馬達（VIB）116、絕緣體環117、一個或多個裝飾螺絲118、殼背面導體119以及一個或多個組裝螺絲120中的一個或多個。TEG 115可以是本文所述的任何熱電模組或材料。一個或多個TEG 115可以通過熱傳導介質與殼頂部散熱器109熱連通。在一些示例中，一個或多個TEG 115通過至少一個熱管或蒸氣室與殼頂部散熱器109熱連通。熱管或蒸氣室可以用於比大塊熱導體更高效地從TEG 115排出熱能。可穿戴式設備100可以耦合到使用者的身體部分，諸如使用者的手。在使用期間，熱能可以從可穿戴式設備100的熱端通過TEG 115流到可穿戴式設備100的冷端。在熱能流動時，TEG 115可以產生功率，該功率可以作為電能儲存在電池105中、被引導至主PCB 104並且/或者由電子顯示器103使用。主PCB 104可以包括一個或多個中央處理單元（CPU）。CPU可以耦合到電子顯示器103以向使用者呈現諸如時間、電子郵件或通知等資訊。頂部玻璃101可以由將圖像放大的材料形成，諸如透鏡。手錶透鏡可以是透明玻璃或塑膠元件，其可以黏附到殼頂部散熱器109的頂部中的凹陷凹槽中。手錶透鏡可以覆蓋該裝配的頂部並保持殼頂部內部的內部元件。使用油漆、貼花印刷、絲網、移印等，可以創造掩膜以選擇性地暴露或隱藏某些內部元件。顯示器保持器102可以具有切口，切口允許顯示器保持器102互補地接納電子顯示器103的外周界。還可以對顯示器保持器102的外周界開凹口從而由殼頂部散熱器109中的匹配鍵特徵互補地接納。當組裝時，這可以允許顯示器保持器102將電子顯示器103定位並鎖定於與手錶透鏡101的頂面平行的平面中。電子顯示器103可以具有顯示圖形化使用者介面的低功率螢幕。電子顯示器103可以是電容觸控式螢幕或電阻觸控式螢幕。作為備選方案，電子顯示器103可以是被動式顯示器。主印刷電路板（PCB）104可以包括功率管理、感測、顯示、按鈕輸入、診斷和/或振動輸出所需的電元件、佈線以及固件中的一個或多個。主PCB 104可以包括機載儲能設備。電池105可以為電系統提供能量儲存。可以用由TEG 115產生的電能對電池105充電。可以由外部電源（諸如來自電力網的電能）對電池105充電。扣環106可以是坐設在手錶按鈕中的凹槽中的E樣式外側安裝環。扣環106可以將手錶按鈕111緊固到殼頂部。可以使用一個或多個隔離柱107作為用以使主PCB 104不接近手錶主體件的隔離物。這些隔離柱107的頂部邊緣還可以支撐電子顯示器的底部，從而在電子顯示器103、主PCB 104與殼頂部之間保持指定的間隔。在所圖示的示例中，存在四個隔離柱107，但是可以使用其它數目的隔離柱。一個或多個栓住螺母108可以凹陷在殼頂部散熱器中。栓住螺母108可以包括允許將組裝螺絲120螺定到位的插入件。在所圖示的示例中，存在四個栓住螺母108，但是可以使用其它數目的栓住螺母。殼頂部散熱器109可以包括暴露於環境空氣的高傳導性主體。可以將具有光滑且扁平的底面的熱接觸平面壓抵TEG 115的“冷端”。這一熱接觸平面在TEG的“冷端”與環境空氣之間創造了熱通路。殼頂部可以充當散熱器，從而使環境空氣與TEG的“冷端”之間的溫度梯度最小化。外部脊狀物和凹槽特徵增大了暴露的表面面積，這改善了到空氣的熱傳遞。殼頂部還可以保持電子顯示器103、主PCB 104、電池105和手錶透鏡中的一個或多個。殼頂部可以包括凸耳，凸耳允許經由彈簧杆110來附接手錶條帶。凸耳可以與排熱單元熱連通。凸耳可以散熱。備選地或另外，凸耳可以不散熱。殼頂部可以包括用於對手錶按鈕111進行定位和引導的特徵。殼頂部可以由具有高導熱係數的材料（諸如鋁或銅合金）生產。可以使用一個或多個彈簧桿110來將不同的手錶帶附接到該裝配和從其拆卸。在所圖示的示例中，存在兩個彈簧桿110，但是可以使用其它數目的彈簧桿。手錶按鈕111可以將來自使用者的推按輸入傳遞到主PCB 104上的邊緣安裝SMT開關中。壓下手錶按鈕111使按鈕彈簧112壓縮。手錶按鈕111可以是介面元件，介面元件由具有高導熱係數的材料（諸如鋁或銅合金）生產。手錶按鈕111可以用於功能表導航、使用者介面操縱以及功率迴圈中的一個或多個。按鈕彈簧112可以充當預負荷，預負荷保持手錶按鈕111伸展且不與主PCB 104上的開關直接接觸，從而使使用者對可穿戴式設備的意外按壓最小化。可以將按鈕彈簧112在手錶按鈕111與殼頂部散熱器109之間保持就位。絕緣體隔離物113可以填充在該裝配中TEG 115、電池105及其他暴露的導線或電子元件中的一個或多個的周圍的其它空隙中。絕緣體隔離物113可以由可壓縮氨基甲酸乙酯泡沫材料製成。絕緣體隔離物113可以幫助殼背面導體119與殼頂部散熱器109之間的絕緣。絕緣體隔離物113還可以用於使TEG佈線、振動馬達佈線以及TEG/VIB柔性印刷電路（FPC）114中的一個或多個的移動或振動最小化。 TEG/VIB FPC 114可以允許將TEG 115和振動馬達116電連接至主PCB 104。一個或多個TEG 115可以是將兩個相對的表面之間的溫度梯度轉換成電能的固態器件。可以將兩個相對的表面稱為“冷端”和“熱端”。冷端可以處於比熱端更低的溫度下。在可穿戴式設備中，TEG 115的冷端可以包括殼頂部散熱器109。TEG 115的熱端可以包括殼背面導體119。振動馬達116可以經由傳遞至殼背面導體119的振動來提供觸覺回饋和用戶通知。絕緣體環117可以擋住殼背面，並將來自組裝螺絲120的夾持負荷通過殼背面傳遞並至TEG 115中。絕緣體環117可以由熱導率低的塑膠材料製成。絕緣體環117還可以將殼背面導體119與殼頂部散熱器109分離。絕緣體環117可以具有的熱導率低，使得絕緣體環創造了從殼背面導體119到殼頂部散熱器109的不良熱通路。這一絕緣效果使跨TEG 115的熱端與冷端所創造的溫度梯度最大化。一個或多個裝飾螺絲118可以由與組裝螺絲120相同的材料和相同的螺絲類型製成。可以通過殼背面導體119將裝飾螺絲118緊固到位。可以在適當位置添加裝飾螺絲118以在手錶裝配的底部上創造在審美方面令人喜愛的圓形螺栓圖案。在所圖示的示例中，存在四個裝飾螺絲118，但是可以使用其它數目的裝飾螺絲。殼背面導體119可以包括高傳導性主體，其一側可以暴露於用戶的身體（例如，手腕）和/或相對側與TEG 115直接接觸。殼背面可以創造熱通路，熱通路從用戶的身體向一個或多個TEG 115中的每一個的“熱端”傳導熱。無論殼背面在哪裡未與TEG表面或空氣接觸，殼背面主體都與殼頂部絕緣。殼背面導體119可以由具有高導熱係數的材料（諸如鋁或銅合金）生產。一個或多個組裝螺絲120可以將手錶殼體拉在一起。當螺入栓住螺母108中時，組裝螺絲頭可以抵靠著殼背面導體119拉動絕緣體環117，這進而可以抵靠著殼頂部散熱器109推動TEG 115。組裝螺絲120確保TEG 115的“熱端”和“冷端”分別壓抵殼背面和殼頂部。在所圖示的示例中，存在四個組裝螺絲120，但是可以使用其它數目的組裝螺絲。圖2示出了圖1的可穿戴式設備的剖視圖。可穿戴式設備可以包括殼背面導體201、一個或多個熱電發電器（TEG）202、殼頂部散熱器203、電池204、絕緣體環205、手錶透鏡206以及主PCB 207中的一個或多個。在可穿戴式設備的操作期間，殼背面導體201可以從用戶的身體（例如，手腕）向TEG 202的“熱端”（其可以是底側）高效地吸取身體熱量。可以將TEG的“冷端”（其可以是頂側）連接到殼頂部散熱器203，殼頂部散熱器203可以從TEG向環境空氣高效地散熱。TEG可以使用跨其“熱端”與“冷端”的這一溫度梯度來產生電能。可以將這一電能儲存在電池204中。絕緣體環205可以創造從殼背面導體到殼頂部散熱器的不良熱通路，從而使跨TEG的“熱端”與“冷端”的溫度梯度最大化。手錶透鏡206可以將可穿戴式設備的內部元件保持在殼頂部的內側。主PCB 207可以包括功率管理、感測、顯示、按鈕輸入、診斷和/或振動輸出所需的電元件、佈線以及固件。圖3A-圖3E示出了圖1的可穿戴式設備的殼頂部散熱器的各個視圖。圖3A是可穿戴式設備的殼頂部散熱器的俯視圖。圖3B是可穿戴式設備的殼頂部散熱器的透視圖。圖3C是可穿戴式設備的殼頂部散熱器的右側視圖。圖3D是可穿戴式設備的殼頂部散熱器的正面視圖。圖3E是可穿戴式設備的殼頂部散熱器的仰視圖。可穿戴式設備的殼頂部散熱器可以包括切口301、按鈕軸承302、熱接觸平面303、一組脊狀物和凹槽304以及接觸表面305中的一個或多個。熱接觸平面303（在圖3B中示出）可以是坐設在TEG之上且可以在TEG的“冷端”和與環境空氣接觸的暴露表面區域之間創造熱通路的材料。熱接觸平面可以包含切口301（在圖3A中示出），切口301可以是允許較厚的元件凹陷於熱接觸平面下麵的通孔切口。接觸表面305（在圖3E中示出）可以是平坦且光滑的接觸區域，其允許殼頂部散熱器與TEG的“冷端”之間的良好熱接觸。可以用導熱膏、焊盤或環氧樹脂來塗覆這一表面以增強TEG表面接觸的品質。該組脊狀物和凹槽304（在圖3D中示出）可以包括增加手錶殼的暴露表面面積的特徵，從而增加到環境空氣的總體熱傳遞。按鈕軸承302（在圖3C中示出）可以充當用於手錶按鈕的支承表面和引導件。圖4A-圖4D示出了圖1的可穿戴式設備的殼背面導體的各個視圖。圖4A是可穿戴式設備的殼背面導體的俯視圖。圖4B是可穿戴式設備的殼背面導體的透視圖。圖4C是可穿戴式設備的殼背面導體的側視圖。圖4D是可穿戴式設備的殼背面導體的仰視圖。可穿戴式設備的殼背面導體可以包括TEG接觸表面401、振動馬達凹部402以及一個或多個耳片403中的一個或多個。 TEG接觸表面401（在圖4B中示出）可以是平坦且光滑的接觸區域，其可以允許殼背面與TEG的“熱端”之間的良好熱接觸。可以用導熱膏、焊盤或環氧樹脂來塗覆這一表面以增強TEG表面接觸的品質。振動馬達凹部402（在圖4A中示出）可以是其中安裝有振動馬達的凹穴，使得可以將振動馬達放置成盡可能接近於可穿戴式設備的使用者的身體（例如，手腕）。一個或多個耳片403（在圖4C-圖4D中示出）可以與絕緣體環相接。可以將一個或多個組裝螺絲向下上緊，從而促使殼背面抵靠著殼頂部散熱器而夾持TEG。在所圖示的示例中，存在兩個耳片，但是可以使用其他數目的耳片。圖5A-圖5C示出了圖1的可穿戴式設備的各個視圖。圖5A是可穿戴式設備的俯視圖。圖5B是可穿戴式設備的左側視圖。圖5C是可穿戴式設備的仰視圖。可穿戴式設備可以包括手錶帶501。手錶帶501可以確保可穿戴式設備的使用者可以將手錶條帶舒適地上緊，使得可穿戴式設備的殼背面導體緊固地壓抵其身體（例如，手腕）。殼背面導體與用戶的身體（例如，手腕）之間的緊密熱連接可以在殼背面導體中確保用於由TEG進行的電功率生成的充分溫度梯度。手錶帶可以由柔性材料（諸如矽酮或TPE）製成，具有帶有離散的調整點的常規搭扣，以允許舒適的扣緊手錶帶。手錶帶501可以包括卡扣502和一個或多個條帶中的一個或多個。一個或多個條帶可以包括頂部條帶504和底部條帶505，其可以纏繞在可穿戴式設備的使用者的身體（例如，手腕）任一側的周圍以實現牢固的穿戴。頂部條帶可以在末端處具有卡扣。底部條帶可以具有一排的多個孔。卡扣可以用來將可穿戴式設備的一個或多個條帶固定在用戶的身體（例如，手腕）周圍。卡扣可以針對用戶的身體的大小進行調整以實現舒適且牢固的穿戴。圖5A另外示出了可穿戴式設備的殼頂部散熱器。圖5B另外示出了可穿戴式設備的脊狀物和凹槽。圖5C另外示出了可穿戴式設備的殼背面導體。可穿戴式設備可以包括至少約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、50、100、500或1000個或更多個熱電發電器。每個熱電發電器可以包括多個熱電元件。在本文別處提供了熱電元件的示例。可穿戴式設備的一個或多個熱電發電器可以單獨地或共同地在至少約1毫伏（mV）、2 mV、3 mV、4 mV、5 mV、10 mV、20 mV、30 mV、40 mV、50 mV、100 mV、200 mV、300 mV、400 mV、500 mV、1伏 (V)、2 V、3 V、4 V、5 V或10 V的電壓下，在一些情況下從約10 mV至10 V的電壓下提供至少約1微瓦（μW）、10 μW、 100 μW、1毫瓦（mW）、10 mW、 20 mW、 30 mW、 40 mW、 50 mW、 100 mW或 1瓦（W），在一些情況下從1 μW至10 mW的輸出功率。在一些情況下，可以使用DC-DC轉換器和相關聯的功率管理電路將較低電壓轉換成至少約1 V、2 V、2.1 V、2.2 V、2.3 V、2.35 V、2.4 V、2.45 V、2.5 V、3 V、3.1 V、3.2 V、3.3 V、3.4 V、3.5 V、3.6 V、3.7 V、3.8 V、3.9 V、4 V、4.1 V、4.2 V、4.3 V、4.4 V、4.5 V或5.0V，並且可以用來直接地對電路供電或者對諸如電池等儲能單元進行涓流充電。還可以在裝置中包括諸如電池等輔助功率供應器以在間歇性身體接觸、功率輸出減少或功率消耗增加的時候提供備用功率。圖17示出了可穿戴式設備1700的另一示例。可穿戴式設備包括頂部殼體1701和底部殼體1702。頂部殼體1701可以包圍上部的TEG 1711，並且充當上身體導熱板1709和頂側散熱器1710所附接到的機殼。頂部殼體1701可以機械地接合到彈簧帶1704。該殼體可以跨用戶身體的任何部位（例如，手腕）的背側或頂側坐設。電子器件（包括處理電路、感測器、能量採收和儲存電路、使用者介面元件或通信系統的元件）可以位於該殼體內部。底部殼體1702可以包圍下部的TEG 1712，並且充當下身體導熱板1707和底側散熱器1708所附接到的機殼。底部殼體1702可以機械地接合到彈簧帶1704。該殼體可以跨用戶身體任一部位（例如，手腕）的手掌側或底側坐設。類似於頂部殼體1701，還可以將各種電子器件定位並安裝在該殼體內部。可穿戴式設備1700還可以包括柔性電路1703，諸如柔性印刷電路或柔性扁平線纜等。柔性電路1703可以將頂部殼體1701中（例如，位於用戶手腕的手掌側上）的元件電連接至底部殼體1702中（例如，位於用戶手腕的遠側上）的那些元件。還可以在各種位置處將附加的TEG、感測器或電路元件連接至柔性電路1703，從而允許元件定位於彈簧帶1704內部（即，其可以接觸用戶的身體的地方）。彈簧帶1704可以充當頂部殼體1701中（例如，位於用戶手腕的手掌側上）的元件與底部殼體1702中（例如，位於用戶手腕的遠側上）的那些元件之間的機械連接。此這一板簧狀結構可以彎曲打開以允許使用者將設備置於其身體（例如，手腕）上。此柔性還可以允許不同大小的用戶（例如，具有不同手腕大小的使用者）使用同一產品。還可以製造不同大小的彈簧帶1704和柔性電路1703以覆蓋更大的用戶大小（例如，用戶腕厚）的變化。彈簧帶可以在手腕的頂側和底側上保持輕微的壓縮，從而確保身體導熱板1707和1709的表面與用戶的皮膚進行良好的熱接觸。在一些情況下，可穿戴式設備1700還包括為電系統提供儲能的電池1705和主PCB 1706，主PCB 1706包括功率管理、感測、顯示、使用者輸入、診斷以及介面輸出所需的電元件、佈線以及固件。在一些情況下，下身體導熱板1707包括高度傳導性主體，其一側暴露於用戶的身體（例如，手腕）而相對側與TEG直接接觸。身體導熱板可以創建從用戶的身體向每個TEG的“熱端”傳導熱的熱通路。無論導體板在哪裡未與TEG表面或空氣相接觸，導體板都可以與相對的散熱器1708絕緣。下身體導熱板1707可以由具有高導熱係數的材料（諸如鋁或銅合金）生產。在一些情況下，可以將要與用戶的身體（例如，手腕）接觸的表面形成為圓頂或波狀輪廓（contoured）形狀，以便優化暴露表面與用戶的皮膚之間的熱接觸區域。上身體導熱板1709可以允許有通過附加的一組TEG的第二熱通路。在一些情況下，可以將可穿戴式設備1700的設計進一步分段，圍繞著用戶的身體（例如，手腕）的周界添加附加的皮膚接觸點和熱通路。底側散熱器1708可以包括暴露於環境空氣的高傳導性主體。可以將具有光滑且平坦的底面的熱接觸平面壓抵TEG的“冷端”（在其之間有或者沒有熱膏）。熱接觸平面可以在TEG“冷端”與環境空氣之間創造熱通路。在這一配置中，底側散熱器1708用於使環境空氣與TEG“冷端”之間的溫度梯度最小化。頂側散熱器1710可以完成用於在該裝配的頂側上的TEG的、到環境空氣的熱通路。圖18A-圖18D示出了可穿戴式設備1700的各個視圖。圖18A是可穿戴式設備的俯視圖。圖18B是可穿戴式設備的透視圖。圖18C是可穿戴式設備的前視圖。圖18D是可穿戴式設備的側視圖。圖19A是可穿戴式設備1700的剖面A-A（圖19B）處的截面側視圖。如圖19A中所示，可穿戴式設備可以包括頂部殼體1701、底部殼體1702、柔性電路1703、彈簧帶1704、電池1705、PCB 1706、底側和頂側散熱器1708 & 1710、下和上導熱板1707 & 1709以及TEG 1711 & 1712。TEG可以是將兩個相對的表面之間的溫度梯度轉換成電能的固態器件。每個設備可以包括一個或多個TEG，例如約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16、18或20個或更多個TEG。可以對暴露於環境空氣的散熱器的表面面積重新設定大小、重新塑形以及進一步修改以便在熱經由對流和/或輻射傳遞至周圍環境時熱阻降低。例如，可以使用諸如凹槽、翅片以及銷（圖20A和20B）等特徵來增加暴露的表面面積並增加對流熱損耗，並且可以使用彩色塗飾來使輻射最大化。在一些情況下，散熱器由實心塊製成，即沒有熱翅片（圖20C）。圖21A是剖面B-B（圖21B）處的截面側視圖，並且示出了可穿戴式設備2100的另一示例。可穿戴式設備2100包括可穿戴式模組2110、一個或多個鉸鏈/彈簧杆2120、條帶殼體2130、柔性電路2140、一個或多個身體導熱體節點2150、一個或多個TEG 2160以及一個或多個外部散熱器節點2170。可穿戴式模組2110可以採取腕表、健身跟蹤器或者可以充當用於用戶交互的焦點的其它設備的形式。可穿戴式模組2110可以容納附加的電子器件，諸如處理電路、一個或多個無線模組、功率管理電路、一個或多個電池、一個或多個顯示器、一個或多個振動馬達等。鉸鏈/彈簧杆2120可以充當條帶殼體2130與可穿戴式模組之間的附接點。在本示例中，條帶殼體在一側（右側）係於彈簧桿周圍（即，可自由地旋轉）。此外，在本示例中，條帶殼體2130纏繞在第二鉸鏈/彈簧桿周圍以允許用戶以一定程度的可調整性穿上/脫去可穿戴式設備2100。條帶殼體2130可以充當用於每個導體節點2150、TEG 2160以及外部散熱器節點2170熱回路裝配的機殼。條帶殼體還可以包圍允許將每個TEG 2160彼此電連接並且電連接至可穿戴式模組2110的柔性電路2140或類似佈線。條帶殼體2130可以充當穿上/脫去可穿戴式設備2100的方法，並且可以包括卡扣或其它允許針對不同大小的用戶（例如，具有不同手腕大小的用戶）有一定程度的可調整性的附接方法。條帶殼體2130可以由耐用但柔性的材料（諸如織物、皮革、TPU、TPE、矽酮等）製成。在本示例中，採用“Milanese”環保持方法，其中將條帶殼體的一端圍繞著可穿戴式模組的固定鉸鏈點環繞並在其自身上重疊兩圈。繼而可以用磁體、Velcro、扣件等（未示出）將條帶殼體的自由端固定就位。柔性電路2140（其可以採取柔性印刷電路、柔性扁平線纜等形式）可以將可穿戴式模組2110中的元件（其例如可以位於用戶手腕的手背側上）電連接至條帶殼體2130中的那些元件（其例如可以位於用戶手腕的手掌側上）。可以在各種位置處將TEG、感測器或電路元件連接至柔性電路2140，從而允許將各元件鄰近於使用者的身體定位（例如，在用戶手腕的圓周周圍）。柔性電路2140可以通過板安裝連接器、焊接接頭、懸空引線、彈簧銷、接觸焊盤等（未示出）連接至可穿戴式模組2110。每個身體導熱體節點2150可以包括高度傳導性主體，高度傳導性主體可以在一側暴露於用戶的身體（例如，手腕），而在相對側與TEG 2160直接接觸。身體導熱體節點2150可以創造可以從用戶的身體向每個TEG 2160的“熱端”傳導熱的熱通路。無論在哪裡身體導熱體節點未與TEG表面或空氣相接觸，身體導熱體節點都可以與相對的外部散熱器節點2170絕緣。每個身體導熱體節點2150可以由具有高導熱係數的材料（諸如鋁或銅合金）生產。可以將意圖與用戶的身體（例如，手腕）接觸的每個身體導熱體節點2150的表面形成為圓頂或波狀輪廓形狀，以便優化暴露表面與用戶的皮膚之間的熱接觸區域和舒適感。在所圖示的示例中，存在七個身體導熱體節點1250，其可以在各種位置處接觸用戶的身體（例如，手腕），但是可以使用其它數目的身體導熱體節點。如本文所述，一個或多個TEG 2160是固態器件，其將兩個相對的表面之間的溫度梯度轉換成電能。可以將這兩個相對的表面稱為“冷端”和“熱端”。可以將一個或多個TEG 2160夾設於“熱端”上的一個或多個身體導熱體節點2150與“冷端”上的一個或多個外部散熱器節點2170之間。在此所圖示的示例中，存在七個TEG 2160夾設於身體導熱體節點2150與外部散熱器節點2170之間並位於沿著條帶殼體2130的各種位置處（例如，位於用戶手腕的周界周圍的各種位置處）。圍繞著用戶的身體（例如，手腕）的周界放置TEG電路的優點是可以將一個或多個TEG 2160放置在例如手腕的下面處，在那裡存在皮膚溫度升高的可能性並因此增大跨每個TEG的溫度梯度（即，增大用戶的皮膚、身體導熱體模式、TEG、外部散熱器節點與環境空氣之間的溫度梯度）的可能性。每個外部散熱器節點2170可以包括可以暴露於環境空氣的高度傳導性主體。此外，每個外部散熱器節點2170可以包括具有光滑且平坦的底面的熱接觸平面，其可以壓抵每個TEG 2160的“冷端”（在其之間有或沒有熱膏或其它傳導性材料）。這一熱接觸平面可以在TEG“冷端”與環境空氣之間創造熱通路。在這一配置中，每個外部散熱器節點2170可以用於使環境空氣與TEG“冷端”之間的溫度梯度最小化。可以對暴露於環境空氣的每個外部散熱器節點2170的表面面積重新設定大小、重新塑形和/或進一步修改以便在熱經由對流和/或輻射傳遞至周圍環境時熱阻降低。例如，可以使用諸如凹槽、翅片以及銷等特徵來增大每個外部散熱器節點2170的暴露表面面積以增大對流熱損耗。此外，可以使用各種塗飾來經由輻射使從每個外部散熱器節點2170到周圍環境的熱傳遞最大化。圖22示出了沒有條帶殼體2130的、圖21A的可穿戴式設備2100的透視圖。如圖所示，可穿戴式模組2210可以包括顯示器2180。顯示器2180可以由將圖像放大的材料（諸如透鏡）形成。顯示器可以是透明玻璃或塑膠元件，其可以被粘附到可穿戴式模組2210的頂部中的凹陷凹槽中。顯示器可以覆蓋可穿戴式模組2210並將內部元件保持在可穿戴式模組的內部。使用油漆、貼花印刷、絲網、移印等，可以創造掩膜以選擇性地暴露或隱藏某些內部元件。顯示器2180可以是電子顯示器。顯示器2180可以是顯示圖形化使用者介面的低功率螢幕。顯示器2180可以是電容觸控式螢幕或電阻觸控式螢幕。作為備選方案，顯示器2180可以是被動式顯示器。圖23A是圖21A的可穿戴式設備的透視圖。圖23B是對應於圖23A的細節C的詳圖。在圖23B中提供了身體導熱體節點2150、TEG 2160以及外部散熱器節點2170的示例性佈置。如所示且如本文所述，身體導熱體節點2150定位成以使得在由用戶穿上可穿戴式設備2100時與使用者的皮膚相接觸。為了用戶舒適，身體導熱體節點2150可以包括磨圓的削邊（如所示）、削邊、斜邊或者可以促進使用者舒適的任何邊緣配置。圖24是圖21A的可穿戴式設備的擴大側視圖，其示出了身體導熱體節點2150、TEG 2160以及外部散熱器節點2170沿著柔性電路2140的示例佈置。圖25A是圖21A的可穿戴式設備的透視圖。圖25B是圖21A的可穿戴式設備的側視圖。如本文所述，身體導熱體節點2170可以包括諸如凹槽、翅片（示出）以及銷等特徵以增大暴露的表面面積並增大對流熱損耗。圖26A是圖21A的可穿戴式設備的備選實施方式的透視圖。圖26B是圖21A的可穿戴式設備的備選實施方式的側視圖。如本備選實施方式中所示，身體導熱體節點2170可以由傳導性材料的實心塊製成（即，沒有翅片）。使用和製造具有熱電模組的可穿戴式設備的方法 本公開內容的另一方面提供了一種用於使用具有至少一個熱電模組或單元的可穿戴式電子設備（例如，手錶）的方法。可穿戴式電子設備可以包括具有使用者介面和功率管理單元的電子顯示器。功率管理單元可以與電子顯示器耦合或集成。功率管理單元可以包括電連通的儲能設備和熱電設備。熱電設備可以包括集熱單元、一個或多個熱電元件以及排熱單元。集熱單元可以與熱電元件熱連通。熱電元件可以與排熱單元熱連通。使用可穿戴式電子設備可以包括啟動可穿戴式電子設備。使用可穿戴式電子設備可以包括使用熱電設備來產生功率。可以通過熱從集熱單元、跨熱電元件並到排熱單元的流動來產生功率。產生的功率可以用來對電子顯示器供電。可以將產生的功率的一部分儲存在儲能設備中。啟動可穿戴式設備可以包括將可穿戴式設備的集熱單元鄰近於熱源安置。熱源可以是用戶的身體表面。將可穿戴式設備的集熱單元鄰近於熱源安置可以發起功率的產生。啟動可穿戴式電子設備可以包括壓下按鈕以在物理上啟動可穿戴式設備。按鈕可以是單個按鈕或多個按鈕。所述按鈕可以包括以物理方式致動按鈕的按鈕彈簧。壓下按鈕可以將來自使用者的輸入傳遞至可穿戴式電子設備的PCB板以啟動該可穿戴式電子設備。可穿戴式電子設備的啟動可以包括使用者介面的啟動。使用者介面可以包括觸控式螢幕。觸控式螢幕可以是電容觸控式螢幕。觸控式螢幕可以是電阻觸控式螢幕。向使用者介面施加壓力或接觸可以將來自用戶的輸入傳遞至可穿戴式電子設備的PCB板以啟動該可穿戴式電子設備。可穿戴式電子設備可以包括智慧手錶、健身跟蹤器、可擕式電子設備以及其任何組合。在一個示例中，可穿戴式電子設備是手錶。手錶可以是基本上防水或耐水的。在一些情況下，手錶可以是耐水的但不是防水的。手錶可以包括使用者介面。使用者介面可以使得使用者能夠訪問手錶的不同功能。可以由按鈕來致動用戶介面。可以通過觸控式螢幕的使用來致動用戶介面。可以通過按鈕和觸控式螢幕的使用兩者來致動用戶介面。觸控式螢幕可以是電容觸控式螢幕。觸控式螢幕可以是電阻觸控式螢幕。除熱電設備之外，手錶還可以包括與功率管理單元電連通的一個或多個發電單元。發電單元可以包括太陽能電池、電感耦合單元、RF耦合單元以及動力發電單元。手錶可以包括一個或多個太陽能電池。可以將太陽能電池集成在手錶的主體或手錶的帶中。太陽能電池可以在暴露於光期間產生功率。手錶可以具有集成到手錶的主體和/或帶中的至少約1、2、3、4、5、6、8、10、15、20或更多個太陽能電池。可以將電感耦合單元集成到手錶的功率管理單元中。電感耦合單元可以以電感方式產生功率。可以將RF耦合單元集成到手錶的功率管理單元中。RF耦合單元可以從RF波產生功率。可以將動力發電單元集成到手錶的功率管理單元中。動力發電單元可以通過使用者身體的運動來產生功率。圖27A-圖27G是作為手錶的可穿戴式電子設備的圖示。圖27A是示例手錶和帶的透視圖。圖27B是示例手錶和帶的後視圖。圖27C是示例手錶和帶的俯視圖。圖27D是示例手錶和帶的左側視圖。圖27E是示例手錶和帶的前視圖。圖27F是示例手錶和帶的右側視圖。圖27G是示例手錶和帶的仰視圖。手錶的集熱單元可以包括手錶背面。可以由手錶帶抵靠用戶的皮膚來保持手錶背面。手錶背面可以收集用戶的熱並將熱引導至熱電單元中。手錶的外殼可以包括殼頂部散熱器。殼頂部散熱器可以是排熱單元的一部分。殼頂部散熱器可以從熱電元件吸取熱並將熱從可穿戴式設備排出。在一個示例中，殼頂部散熱器可以在可穿戴式設備的頂面和底面處包括通風孔。在一些情況下，可穿戴式設備可以包括至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15或20個通風孔。一個或多個通風孔可以具有各種形狀和/或大小。一個或多個通風孔可以各自為圓形的、三角形的、正方形的、矩形的或部分形狀或者其組合。一個或多個通風孔可以位於可穿戴式設備主體的各個位置處，諸如頂部、底部、左側、右側、背面或正面。一個或多個通風孔可以容許能量向或從可穿戴式設備的內部的流動，這可以容許熱傳遞。圖28A-圖28C示出了作為手錶的可穿戴式電子設備的備選實施方式。圖28A是手錶的面的視圖。手錶的面可以包括裝飾標度盤、緊固螺絲、凸耳以及按鈕和旋鈕。圖28B示出了手錶的中心的截面圖。手錶的中心由圖28A中的線A-A限定。手錶可以包括頂部玻璃101、密封座圈2810、殼頂部導體109、絕緣體環117、TEG 115以及殼背面導體119。圖28C是手錶的元件的分解圖。手錶可以包括頂部玻璃101、緊固螺絲120、玻璃密封墊圈2820、密封座圈2810、殼頂部導熱體109、裝飾標度盤2830、電子顯示器103、絕緣體隔離物113、PCB 104、按鈕FPC組合件2840、具有凸耳的絕緣體環2860、O形環2850、TEG 115以及殼背面導體119。殼頂部可以是單件式殼頂部。單件式殼頂部可以包括殼頂部導體。凸耳可以附接於絕緣體環。凸耳可以不從排熱單元散熱。本公開內容的另一方面提供了一種用於製造具有至少一個熱電模組或單元的可穿戴式電子設備（例如，手錶）的方法。所述方法可以包括將電子顯示器與使用者介面和功率管理單元組裝以產生可穿戴式電子設備。功率管理單元可以在工作中與電子顯示器耦合。功率管理單元可以包括儲能設備和與儲能設備電連通的熱電設備。熱電設備可以包括集熱單元、熱電元件以及排熱單元。集熱單元可以與熱電元件熱連通。熱電元件可以與排熱單元熱連通。在可穿戴式電子設備的使用期間，熱電單元可以在熱能從集熱單元、跨熱電元件流動並到排熱單元時產生功率。產生的功率可以用來對電子顯示器和使用者介面供電。可以將功率的一部分儲存在儲能設備中。可穿戴式電子設備可以是手錶。手錶可以包括殼，該殼包含電子顯示器和功率管理單元。所述殼可以由多個元件組裝而成。電子顯示器可以鄰近於手錶殼的頂部安置。手錶殼的頂部可以包括透明材料，並且通過手錶殼的頂部可見電子顯示器。可以從頂側、底側或兩側將手錶的元件組裝到手錶殼中。圖29A-圖29C示出了從外殼的頂側組裝的示例手錶。圖29A是手錶的面的視圖。手錶的面可以包括裝飾標度盤、緊固螺絲、凸耳以及按鈕和旋鈕。圖29B示出了手錶的中心的截面圖。手錶的中心由圖29A的線A-A限定。手錶的頂面可以包括頂部玻璃101和密封座圈2810。手錶的中心部分可以包括殼頂部導熱體109。手錶的底部部分（其可以是與用戶的身體表面接觸的部分）可以包括絕緣體環117、一個或多個TEG 115以及殼背面導體119。圖29C是從殼的頂側組裝的示例手錶的各元件的分解圖。元件可以包括頂部玻璃101、玻璃密封墊圈2820、緊固螺絲120、密封座圈2810、O形環2850、裝飾標度盤2830、電子器件和顯示器子組合件2910、柔性印刷電路114、殼頂部導體109、O形環2850、具有凸耳的絕緣體環2860、TEG 115以及殼背面導體119。殼背面導體119可以從用戶的身體表面收集熱。可以跨TEG 115將熱引導至排熱單元。排熱單元可以是殼頂部導體109。殼頂部導體109可以包括傳導性翅片以增加散熱。備選地或者另外，殼頂部導體109可以包括通風孔以增加散熱。凸耳可以位於絕緣體環2860上。凸耳可以不幫助散熱。可以將殼在頂側和底側處密封。可以由密封墊圈2820和密封座圈2810將殼在頂側處密封。密封的殼可以允許手錶可抵抗來自水及其它液體的損壞。密封的殼基本上可以是防水或耐水的。在一些情況下，密封的殼可以是耐水而不防水的。圖30A-圖30C示出了從殼的頂側組裝的備選示例手錶。圖30A是手錶的面的視圖。手錶的面可以包括裝飾標度盤、緊固螺絲、凸耳以及按鈕和旋鈕。圖30B示出了手錶的中心的截面圖。手錶的中心由圖30A的線A-A限定。手錶的頂面可以包括頂部玻璃101和密封座圈2810。手錶的中心部分可以包括殼頂部導熱體109。手錶的底部部分（其可以是與用戶的身體表面接觸的部分）可以包括絕緣體環117、一個或多個TEG 115以及殼背面導體119。圖30C是從外殼的頂側組裝的備選示例手錶的各元件的分解圖。元件可以包括頂部玻璃101、玻璃密封墊圈2820、緊固螺絲120、密封座圈2810、O形環2850、裝飾標度盤2830、電子器件和顯示器子組合件2910、柔性印刷電路114、具有凸耳的殼頂部導體3010、絕緣體環117以及殼背面導體119。殼背面導體119可以從用戶的身體表面收集熱。可以跨TEG 115將熱引導至排熱單元。排熱單元可以是殼頂部導體3010。殼頂部導體3010可以包括傳導性翅片和凸耳以增加散熱。備選地或者另外，殼頂部導體3010可以包括通風孔以增加散熱。凸耳可以幫助散熱。可以將殼在頂側和底側處密封。可以用密封墊圈2820和密封座圈2810將殼在頂側處密封。密封的殼可以允許手錶可抵抗來自水及其它液體的損壞。密封的殼基本上可以是防水或耐水的。圖31A-圖31C示出了從殼的底側組裝的示例手錶。圖31A是手錶的面的視圖。手錶的面可以包括裝飾標度盤、裝飾螺絲、凸耳以及按鈕和旋鈕。圖31B示出了手錶的中心的截面圖。手錶的中心由圖31A的線A-A限定。手錶的頂面可以包括頂部玻璃101，並且手錶的中心部分可以包括殼頂部導熱體109。手錶的底部部分（其可以是與用戶的身體表面接觸的部分）可以包括散熱板3110、一個或多個TEG 115以及殼背面導體119。圖31C是從殼的底側組裝的示例手錶的各元件的分解圖。元件可以包括頂部玻璃101、玻璃密封墊圈2820、裝飾螺絲118、電子器件和顯示器子組合件2910、柔性印刷電路114、殼頂部導體109、散熱板3110、緊固螺絲120、O形環2850、具有凸耳的絕緣體環2860、TEG 115以及殼背面導體119。殼背面導體119可以從用戶的身體表面收集熱。可以跨TEG 115將熱引導至排熱單元。排熱單元可以是殼頂部導體109。殼頂部導體109可以包括傳導性翅片以增加散熱。備選地或者另外，殼頂部導體109可以包括通風孔以增加散熱。凸耳可以安置於絕緣體環2860上。凸耳可以不幫助散熱。可以將殼在頂側和底側處密封。可以用O形環2850和緊固螺絲120將殼在底側處密封。從底側組裝的手錶可以使得手錶能夠比從頂側組裝的手錶更能抵抗來自水和液體的損壞。密封的殼基本上可以是防水或耐水的。圖32A-圖32E示出了從殼的底側組裝且在底部子組合件中包括單獨螺紋的備選示例手錶。圖32A是手錶的面的視圖。手錶的面可以包括裝飾標度盤、裝飾螺絲、凸耳以及按鈕和旋鈕。圖32B示出了手錶的中心的截面圖。手錶的中心由圖32A中的線A-A限定。手錶的頂面可以包括頂部玻璃101，並且手錶的中心部分可以包括有螺紋的殼頂部導體3210。手錶的底部部分（其可以是與用戶的身體表面接觸的部分）可以包括有螺紋的散熱板3220、具有凸耳的絕緣體環2860、一個或多個TEG 115以及殼背面導體119。圖32C是從殼的底側組裝的備選示例手錶的元件的分解圖。元件可以包括頂部玻璃101、玻璃密封墊圈2820、裝飾螺絲118、有螺紋的殼頂部導體3210、裝飾標度盤2830、電子器件和顯示器子組合件2910、具有凸耳的絕緣體環2860以及有螺紋的殼底部子組合件3230。有螺紋的殼底部子組合件3230可以包括集熱單元和熱電元件。絕緣體環2860可以包括凸耳。凸耳可以不幫助散熱。圖32D是用於從殼的底側組裝的手錶的電子和顯示器子組合件2910的分解圖。元件可以包括主PCB 104、FPC 114、顯示器保持器102、電子顯示器103以及光導3320。圖32E是用於從殼的底側組裝的手錶的示例有螺紋的殼底部子組合件3230的分解圖。元件可以包括緊固螺絲120、柔性印刷電路114、絕緣體隔離物113、有螺紋的散熱板3210、TEG 115、O形環2850、絕緣體環117以及殼背面導體119。有螺紋的殼底部子組合件3230可以與來自有螺紋的殼頂部導體3210的螺紋配合。來自有螺紋的殼底部子組合件3230的螺紋可以幫助散熱。將有螺紋的殼底部子組合件3230螺入有螺紋的殼頂部導體3210中可以將手錶密封。手錶可以抵抗來自水及其它液體的損壞。表基本上可以是防水或耐水的。圖33A-圖33E示出了從外殼的底側組裝且包括單獨的扣合底部子組合件的備選示例手錶。圖33A是手錶的面的視圖。手錶的面可以包括裝飾標度盤、裝飾螺絲、凸耳以及按鈕和旋鈕。圖33B示出了手錶的中心的截面圖。手錶的中心由圖33A中的線A-A限定。手錶的頂面可以包括頂部玻璃101，並且手錶的中心部分可以包括扣合殼頂部導體3310。手錶的底部部分（其可以是與用戶的身體表面接觸的部分）可以包括具有凸耳的扣合散熱板3320、絕緣體環117、一個或多個TEG 115以及殼背面導體119。圖33C是從殼的底側組裝的備選示例手錶的元件的分解圖。元件可以包括裝飾螺絲118、頂部玻璃101、玻璃密封墊圈2820、扣合殼頂部導體3310、裝飾標度盤2830、電子器件和顯示器子組合件2910、O形環2850以及扣合殼底部子組合件3330。扣合殼底部子組合件3330可以包括集熱單元和熱電元件。扣合殼底部子組合件3330可以另外包括凸耳。凸耳可以幫助散熱。圖32D是用於從殼的底側組裝的手錶的電子和顯示器子組合件2910的分解圖。元件可以包括主PCB 104、FPC 114、顯示器保持器102、電子顯示器103以及光導3320。圖32E是用於從殼的底側組裝的手錶的示例扣合殼底部子組合件3330的分解圖。元件可以包括緊固螺絲120、柔性印刷電路114、絕緣體隔離物113、扣合散熱板3310、TEG 115、O形環2850、絕緣體環117以及殼背面導體119。扣合殼底部子組合件可以與扣合殼頂部導體3310中的對應特徵相配合。將扣合殼底部子組合件3330扣合到扣合殼頂部導體3310中可以將手錶密封。手錶可以是可抵抗來自水及其它液體的損壞。手錶基本上可以是防水或耐水的。熱電元件、設備和系統 本公開內容提供了熱電元件、設備和系統，其可以用於在各種應用中使用，所述應用諸如為加熱和/或冷卻應用、發電、消費者應用和工業應用。此類熱電元件可以用於本公開內容的可穿戴式設備，諸如手錶。在一些示例中，熱電材料用於消費者電子設備（例如，智慧手錶、可擕式電子設備和健康/健身追蹤設備）。再例如，本公開內容的熱電材料可以在諸如有熱損失的位置等工業環境中使用。在這種情況下，可以由熱電設備來捕獲熱量，並將其用於產生功率。本公開內容的熱電設備可以在跨此類設備施加了溫度梯度時用於產生功率。此類功率可以用於向諸如消費者電子設備等各種類型的設備提供電能。本公開內容的熱電設備可以具有各種非限制性優點和益處。在一些情況下，熱電設備可以具有可適合於最佳熱電設備性能的相當高的縱橫比、孔或絲的均勻性以及品質因數ZT。至於品質因數，Z可以是熱電設備的性能係數（COP）和效率的指標，而T可以是熱電設備的熱端和冷端的平均溫度。在一些實施方式中，在25℃下，熱電元件或熱電設備的品質因數（ZT）至少約為0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9或3.0。在一些情況下，在25℃下，品質因數約為0.01至3、0.1至2.5、0.5至2.0或0.5至1.5。品質因數（ZT）可以是溫度的函數。在一些情況下，ZT隨溫度而增大。例如，在25℃下具有ZT為0.5的熱電可以在100℃下具有更大的ZT。本公開內容的熱電設備可以具有各自包括納米結構（例如，孔或絲）陣列的電極。納米結構陣列可以包括多個孔或者諸如絲（例如，納米絲）等細長結構。可對孔或絲進行排序並且其具有均勻的大小和分佈。作為替代，可以不對孔或絲進行排序，並且其可以不具有均勻的分佈。在一些示例中，沒有關於所述孔或絲的長程有序性。在一些情況下，孔或絲可以在隨機的方向上彼此交叉。本文另外提供了用於形成納米結構（例如，孔或絲）的圖案化的圖案或無序的圖案的方法。本公開內容提供了柔性或基本上柔性的熱電元件。柔性材料可以是一種在不發生塑性變形的情況下可以與表面共形的、可以被扭曲的或彎曲的材料。這可以使得熱電元件能夠用於各種環境，諸如用於在其中與熱源或散熱器的接觸面積非常重要的環境。例如，可以使柔性熱電元件與熱源或散熱器有效接觸，諸如通過使熱電元件包裹在熱源或散熱器周圍。熱電設備可以包括一個或多個熱電元件。熱電元件可以是柔性的。單個熱電元件可以包括至少一個半導體襯底（其可以是柔性的）。在一些情況下，熱電元件的單個半導體襯底是剛性的但相當薄（例如，500 nm至1 mm或1微米至0.5 mm），使得它們在彼此相鄰安設時，提供了柔性的熱電元件。類似地，熱電設備的單個熱電元件可以是剛性的但相當薄，使得它們在彼此相鄰安設時，提供了柔性的熱電設備。圖6示出了根據本公開內容的一些實施方式的熱電設備600。熱電設備600包括安設於熱電設備600的第一組電極603與第二組電極604之間的n型元件601和p型元件602。如圖所示，第一組電極603連接相鄰的n型元件601和p型元件。電極603和電極604分別與熱端材料605和冷端材料606相接觸。在一些實施方式中，熱端材料605和606是電絕緣但導熱的。向電極603和電極604施加電勢會導致電流的流動，這產生了跨熱電設備600的溫度梯度（ΔT）。溫度梯度（ΔT）從熱端材料605處的第一溫度（平均）T1延伸至冷端材料606處的第二溫度（平均）T2，其中T1 ＞ T2。溫度梯度可以用於加熱和冷卻目的。熱電設備600的n型元件601和p型元件602可由具有納米至微米的尺寸的結構所形成，舉例而言，所述結構例如為納米結構。在一些情況下，納米結構為孔或包含物，其可提供成孔陣列（即，網）。在其他情況下，納米結構為桿狀結構，諸如納米絲。在一些情況下，桿狀結構彼此橫向分離。在一些情況下，n型元件601和/或p型元件602由沿著溫度梯度的方向定向的絲或孔的陣列所形成。絲可以從第一組電極603延伸至第二組電極604。在其他情況下，n型元件601和/或p型元件602由沿著相對於溫度梯度成約0^o 至90^o 之間的角度的方向定向的孔陣列所形成。在一個示例中，孔陣列正交於溫度梯度。在一些情況下，孔或絲具有納米至微米量級的尺寸。在一些情況下，孔可以限定納米網。圖7是根據本公開內容的實施方式的、具有孔陣列701（所圈定的選定孔）的熱電元件700的示意透視圖。在本文中，孔陣列可稱為“納米網”。圖8和圖9是熱電元件700的透視俯視圖和側視圖。如本文別處所描述，元件700可以是n型或p型元件。孔陣列701包括單個的孔701a，孔701a可以具有從幾納米或以下而多至微米、毫米以上的寬度。在一些實施方式中，孔具有約1 nm至500 nm、或5 nm至100 nm、或10 nm至30 nm的寬度（或者直徑，如果是圓形的話）（“d”）。孔可以具有從約幾納米或以下而多至微米、毫米以上的長度（“L”）。在一些實施方式中，孔具有約0.5微米至1釐米、或1微米至500毫米、或10微米至1毫米的長度。孔701a形成於襯底700a中。在一些情況下，襯底700a是固態材料，舉例而言，諸如碳（例如，石墨或石墨烯）、矽、鍺、砷化鎵、砷化鋁鎵、矽化物、矽鍺、碲化鉍、碲化鉛、氧化物（例如，SiO_x ，其中‘x’為大於零的數）、氮化鎵以及含碲銀鍺銻（TAGS）的合金。例如，襯底700a可以是IV族材料（例如，矽或鍺）或III-V族材料（例如，砷化鎵）。襯底700a可由包含一種或多種半導體的半導體材料所形成。該半導體材料可以摻雜成n型或p型的，分別用於n型元件或p型元件。在一些情況下，孔701a填充有氣體，諸如He、Ne、Ar、N₂ 、H₂ 、CO₂ 、O₂ 或者其組合。在其他情況下，孔701a呈真空。或者，所述孔可填充有（例如，部分填充或完全填充有）半導體材料、絕緣（或介電）材料或者氣體（例如，He、Ar、H₂ 、N₂ 和CO₂ ）。元件700的第一端702和第二端703可以與具有諸如矽或矽化物等含半導體的材料的襯底相接觸。該襯底可以幫助提供對每個端702和703上的電極的電接觸。或者，可以排除襯底，並且第一端702和第二端703可以分別與第一電極（未示出）和第二電極（未示出）相接觸。在一些實施方式中，孔701a基本上是單分散的。單分散孔可以具有基本上相同的大小、形狀和/或分佈（例如，截面分佈）。在其他實施方式中，孔701a分佈於各種大小的孔的結構域中，從而孔701a不一定是單分散的。例如，孔701a可以是多分散的。多分散孔可以具有彼此偏離至少約0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、10%、15%、20%、30%、40%或50%的形狀、大小和/或取向。在一些情況下，設備700包括具有第一直徑的第一組孔和具有第二直徑的第二組孔。第一直徑大於第二直徑。在其他情況下，設備700包括具有不同直徑的兩組或更多組孔。孔701a可以具有各種堆積佈置。在一些情況下，當從頂部觀看時（見圖8），孔701a具有六邊形緊密堆積佈置。在一些實施方式中，孔陣列701中的孔701a具有約1 nm至500 nm或5 nm至100 nm或10 nm至30 nm的中心至中心間距。在一些情況下，中心至中心間距是相同的，對於單分散孔701a有可能如此。在其他情況下，對於具有各種直徑和/或佈置的成組的孔，中心至中心間距可能是不同的。可以選擇孔701的尺寸（長度、寬度）和堆積佈置，以及元件700的材料和摻雜配置（例如，摻雜濃度），以產生元件700以及具有元件700的熱電設備的預定電導率和熱導率。舉例而言，可以選擇孔701的直徑和堆積配置以便使熱導率最小化，並且可以選擇摻雜濃度以便使元件700的電導率最大化。襯底700a的摻雜濃度可以至少約為10¹⁸ cm^-3 、10¹⁹ cm^-3 、10²⁰ cm^-3 或10²¹ cm^-3 。在一些示例中，摻雜濃度在10¹⁸ 至10²¹ cm^-3 之間或10¹⁹ 至10²⁰ cm^-3 之間。可以選擇摻雜濃度以提供適合於用作熱電元件的電阻率。襯底700a的電阻率可以至少約為0.001歐姆-釐米（ohm-cm）、0.01 ohm-cm或0.1 ohm-cm，並且在一些情況下為約小於或等於1 ohm-cm、0.5 ohm-cm、0.1 ohm-cm。在一些示例中，襯底700a的電阻率約為0.001 ohm-cm至1 ohm-cm、0.001 ohm-cm至0.5 ohm-cm或0.001 ohm-cm至0.1 ohm-cm。孔陣列701可以具有至少約1.5:1或2:1或5:1或10:1或20:1或50:1或100:1或1000:1或5,000:1或10,000:1或100,000:1或1,000,000:1或10,000,000:1或100,000,000:1或者更大的縱橫比（例如，元件700的長度除以單個孔701a的寬度）。可對孔701進行排序並且其具有均勻的大小和分佈。作為替代，可以不對孔701進行排序，並且其可以不具有均勻的分佈。例如，孔701可以是無序的，使得對於孔701的圖案來說沒有長程有序性。在一些實施方式中，熱電元件可以包括絲陣列。該絲陣列可以包括例如為桿狀結構的單個絲。作為元件700的孔陣列的替代，可以不對孔進行排序，並且孔可以不具有均勻的分佈。在一些示例中，沒有關於孔的長程有序性。在一些情況下，孔可以在隨機的方向上彼此交叉。孔可以包括交叉孔，諸如從孔的各個方向凸出的次生孔。次生孔可以具有附加的次生孔。孔可以具有各種大小，並且可以對準不同方向，所述方向可以是隨機的，而非均勻的。圖10是根據本公開內容的實施方式的熱電元件1000的示意透視俯視圖。圖11是熱電元件1000的示意透視俯視圖。熱電元件1000可隨本文提供的設備、系統和方法一起使用。元件1000包括具有單個絲1001a的絲陣列1001。在一些實施方式中，所述絲具有約1 nm至500 nm或5 nm至100 nm或10 nm至30 nm的寬度（或者直徑，如果是圓形的話）（“d”）。絲可以具有從約幾納米或以下而多至微米、毫米或以上的長度（“L”）。在一些實施方式中，絲具有約0.5微米至1釐米或1微米至500毫米或10微米至1毫米的長度。在一些實施方式中，絲1001a基本上是單分散的。單分散絲可以具有基本上相同的大小、形狀和/或分佈（例如，截面分佈）。在其他實施方式中，絲1001a分佈於各種大小的絲的結構域中，從而絲1001a不一定是單分散的。例如，絲1001a可以是多分散的。多分散絲可以具有彼此偏離至少約0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、10%、15%、20%、30%、40%或50%的形狀、大小和/或取向。在一些實施方式中，絲陣列1001中的絲1001a具有約為1 nm至500 nm或5 nm至100 nm或10 nm至30 nm的中心至中心間距。在一些情況下，中心至中心間距是相同的，對於單分散絲1001有可能如此。在其他情況下，對於具有各種直徑和/或佈置的成組的絲，中心至中心間距可能是不同的。在一些實施方式中，絲1001a由諸如半導體材料等固態材料所形成，舉例而言，所述半導體材料諸如為矽、鍺、砷化鎵、砷化鋁鎵、矽化物合金、矽鍺合金、碲化鉍、碲化鉛、氧化物（例如，SiO_x ，其中‘x’為大於零的數）、氮化鎵以及含碲銀鍺銻（TAGS）的合金。絲1001a可以由本文公開的其他材料形成。可以用n型摻雜物或p型摻雜物對絲1001a進行摻雜。半導體材料的摻雜濃度可以至少約為10¹⁸ cm^-3 、10¹⁹ cm^-3 、10²⁰ cm^-3 或10²¹ cm^-3 。在一些示例中，摻雜濃度約為從10¹⁸ 至10²¹ cm^-3 或10¹⁹ 至10²⁰ cm^-3 。可以選擇半導體材料的摻雜濃度以提供適合於用作熱電元件的電阻率。半導體材料的電阻率可以至少約為0.001 ohm-cm、0.01 ohm-cm或0.1 ohm-cm，並且在一些情況下為約小於或等於1 ohm-cm、0.5 ohm-cm或0.1 ohm-cm。在一些示例中，半導體材料的電阻率約為0.001 ohm-cm至1 ohm-cm、0.001 ohm-cm至0.5 ohm-cm或0.001 ohm-cm至0.1 ohm-cm。在一些實施方式中，絲1001a在元件1000的第一端1002和第二端1003處附接於半導體襯底。半導體襯底可以具有單個絲1001a的n型或p型摻雜配置。在其他實施方式中，位於第一端1002和第二端1003處的絲1001a不附接至半導體襯底，而可以附接至電極。舉例而言，第一電極（未示出）可以與第一端1002電接觸，並且第二電極可以與第二端1003電接觸。參考圖11，可以用真空或各種材料來填充絲1001a之間的空間1004。在一些實施方式中，絲由電絕緣材料彼此橫向分離，所述電絕緣材料諸如為例如使用汽相沉積（諸如化學汽相沉積或原子層沉積）而沉積的二氧化矽、二氧化鍺、氧化鎵砷、旋塗玻璃以及其他絕緣體。在其他實施方式中，絲通過真空或氣體而彼此橫向分離，所述氣體諸如為He、Ne、Ar、N₂ 、H₂ 、CO₂ 、O₂ 或者其組合。絲陣列1001可以具有至少約為1.5:1或2:1或5:1或10:1或20:1或50:1或100:1或1000:1或5,000:1或10,000:1或100,000:1或1,000,000:1或10,000,000:1或100,000,000:1或者更大的縱橫比（元件1000的長度除以單個絲1001a的寬度）。在一些情況下，元件1000的長度和單個絲1001a的長度基本上相同。本文提供的熱電元件可合併在用於冷卻和/或加熱以及在一些情況下用於發電的熱電設備中。在一些示例中，設備600可以用作發電設備。在一個示例中，設備600用於通過提供跨設備600的電極和熱電元件的溫度梯度來進行發電。作為元件1000的絲陣列的替代，可以不對絲進行排序，並且絲可以不具有均勻的分佈。在一些示例中，沒有關於絲的長程有序性。在一些情況下，絲可以在隨機的方向上彼此交叉。絲可以具有各種大小，並且可以對準不同的方向，所述方向可以是隨機的，而非均勻的。圖12示出了根據本公開內容的實施方式的、具有n型元件1201和p型元件1202的熱電設備1200。n型元件1201和p型元件1202各自包括絲（諸如納米絲）的陣列。絲陣列可以包括多個絲。n型元件1201包括n型（或n型摻雜的）絲，並且p型元件1202包括p型絲。所述絲可以是納米絲或其他桿狀結構。利用電極1203和電極1204將相鄰的n型元件1201和p型元件1202在其末端彼此電連接。設備1200包括位於元件1201和元件1202的相對末端的第一導熱、電絕緣層1205和第二導熱、電絕緣層1206。設備1200包括與電極1203和電極1204電連通的端子1207和端子1208。跨端子1207和端子1208施加電勢會在n型元件1201和p型元件1202中分別產生電子和空穴的流動，而這產生跨元件1201和元件1202的溫度梯度。第一導熱、電絕緣層1205是設備1200的冷端；第二導熱、電絕緣層1206是設備1200的熱端。冷端比熱端更冷些（即，具有更低的操作溫度）。圖13示出了根據本公開內容的實施方式的、具有n型元件1301和p型元件1302的熱電設備1300。n型元件1301和p型元件1302分別形成於n型半導體襯底和p型半導體襯底中。每個襯底可以包括孔（諸如納米孔）的陣列。孔陣列可以包括多個孔。單個孔可跨越n型元件或p型元件的長度。所述孔可以是單分散的，在該情況下孔的尺寸和中心至中心間距可以是基本上恒定的。在一些情況下，孔陣列包括具有可能不同的中心至中心間距和孔尺寸（例如，寬度或直徑）的孔。在這樣的情況下，孔可以不是單分散的。通過電極1303和電極1304將選定的n型元件1301和p型元件1302彼此電連接。設備1300包括位於元件1301和元件1302的相對末端的第一導熱、電絕緣層（“第一層”）1305和第二導熱、電絕緣層（“第二層”）1306。設備1300包括與電極1303和電極1304電連通的端子1307和端子1308。跨端子1307和端子1308施加電勢會在n型元件1301和p型元件1302中分別產生電子和空穴的流動，而這產生跨元件1301和元件1302的溫度梯度。第一導熱、電絕緣層1305是設備1300的冷端；第二導熱、電絕緣層1306是設備1300的熱端。冷端比熱端更冷些（即，具有更低的操作溫度）。熱電設備1300具有從第二導熱、電絕緣層1306到第一導熱、電絕緣層1305的溫度梯度。在一些情況下，孔被安設成平行於從第一層1305向第二層1306定向的向量。在其他情況下，孔相對於該向量成大於0^o 的角度而安設。舉例而言，孔可以相對於所述向量成至少約1^o 、10^o 、20^o 、30^o 、40^o 、50^o 、60^o 、70^o 、80^o 或90^o 的角度來安設。圖14示出了具有n型元件1401和p型元件1402的熱電設備1400，其中所述元件具有形成於所述n型元件和p型元件的襯底中的孔。所述孔定向成垂直於與設備1400的電極1403和電極1404正交的向量（“V”）。本文提供的熱電元件的絲或孔可形成於襯底中，並且定向成基本上反平行于諸如電極等支撐結構。在一些示例中，絲或孔定向成相對於支撐結構成大於0^o 或10^o 或20^o 或30^o 或40^o 或50^o 或60^o 或70^o 或80^o 或85^o 的角度。在一個示例中，絲或孔定向成相對於支撐結構成約90^o 的角度。所述電極可以是熱電設備的電極。在一些情況下，絲或孔可以定向成基本上平行於該電極。作為圖12-圖14的設備的替代，熱電設備可以具有帶有孔陣列或絲陣列的熱電元件，所述孔陣列或絲陣列具有可以具有不同大小和/或分佈的單個孔或絲。可以不對孔陣列或絲陣列進行排序，並且其可以不具有均勻的分佈。在一些示例中，沒有關於所述孔或絲的長程有序性。在一些情況下，孔或絲可以在隨機的方向上彼此交叉。孔或絲可以包括交叉的孔或絲，諸如在各個方向從其他孔或絲凸出的次生孔或絲。孔或絲可以具有各種大小，並且可以對準不同的方向，所述方向可以是隨機的，而非均勻的。作為另一替代，熱電設備可以包括具有有序的孔陣列或絲陣列的至少一個熱電元件（p或n型），以及具有無序的孔陣列或絲陣列的至少一個熱電元件（p或n型）。無序的孔陣列或絲陣列可以包括未排序並且不具有均勻分佈的孔或絲。本公開內容的孔或絲可以具有適合於優化的熱電設備性能的表面粗糙度。在一些情況下，孔或絲的均方根粗糙度約在0.1 nm至50 nm或者1 nm至20 nm或者1 nm至10 nm之間。粗糙度可通過透射電子顯微術（TEM）或者諸如原子力顯微術（AFM）或掃描隧道顯微術（STM）等其他表面分析技術來確定。表面粗糙度可以用表面波紋（corrugation）來表徵。用於形成熱電元件的方法 本公開內容提供了用於形成熱電元件的各種方法。熱電元件可以採用電化學蝕刻來形成。在一些情況下，熱電元件（在一些情況下不使用催化劑）通過陰極或陽極蝕刻來形成。熱電元件可以在不採用金屬催化的情況下形成。可以在不在欲蝕刻的襯底表面上提供金屬塗層的情況下形成熱電元件。這也可以使用純粹電化學陽極蝕刻和合適的蝕刻溶液及電解質來進行。作為替代，可以利用在合適的蝕刻溶液和電解質中的金屬催化電化學蝕刻來形成熱電，例如在提交於2012年7月17日的PCT/US2012/047021、提交於2013年1月17日的PCT/US2013/021900、提交於2013年8月16日的PCT/US2013/055462、提交於2013年10月29日的PCT/US2013/067346中所描述的，上述申請的全部內容通過引用併入於此。本文認識到不使用催化劑形成熱電元件的各種益處。在一個示例中，非金屬催化的蝕刻可排除對金屬（或金屬的）催化劑的需求，這可以提供更少的處理步驟，包括用於在蝕刻之後從熱電元件除去金屬催化劑的淨化步驟。這還可以提供降低的製造成本，這是因為金屬催化劑可能會很昂貴。金屬催化劑可以包括稀有金屬材料和/或貴金屬材料（例如，金、銀、鉑或鈀），因此，省去使用金屬催化劑可有利地降低形成熱電元件的成本。此外，非催化工藝可能是更加可重複及可控制的。在一些情況下，本文描述的非催化工藝可從熱電元件的相對小的生產規模放大成熱電元件的相對較大的生產規模。本公開內容提供了用於形成在諸如消費者應用和工業應用等各種應用中使用的熱電材料的方法。在一些示例中，熱電材料用於消費者電子設備（例如，智慧手錶、可擕式電子設備和健康/健身追蹤設備）。再例如，本公開內容的熱電材料可以在諸如有熱損失的位置等工業環境中使用，熱量可以被捕獲並用來產生功率。本公開內容提供了用於形成柔性或基本上柔性的熱電材料的方法。柔性材料可以是這樣的材料，該材料相對於測量平面彎曲成至少約為1^o 、5^o 、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°、60°、70°、80°、90°、100°、120°、130°、140°、150°、160°、170°或180°的角度，而不發生塑性變形或斷裂。柔性材料可以在該柔性材料的給定區域上施加的力（即壓力）的作用下彎曲。例如，可以通過三點測試（例如，英斯特朗（instron）擴展）或拉伸測試來測量塑性變形。作為替代或另外，柔性材料可以是這樣的材料，該材料在通過三點測試（例如，英斯特朗擴展）或拉伸測試所測量的約小於或等於20%、15%、10%、5%、1%或0.1%的塑性變形的情況下相對於測量平面彎曲成至少約1^o 、5^o 、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°、60°、70°、80°、90°、100°、120°、130°、140°、150°、160°、170°或180°的角度。柔性材料可以是基本上柔韌的材料。柔性材料可以是能夠與表面共形或與表面合模的材料。這樣的材料可以用於各種環境，如消費者和工業環境。可以將根據本文的方法所形成的熱電元件形成為各種形狀和配置。根據使用者需要，可以改變此類形狀例如以與給定物體共形。熱電元件可以具有第一形狀，並且在形成為一種形狀或配置之後，所述熱電元件能夠具有第二形狀。熱電元件可以從第二形狀變形到初始形狀。在本公開內容的一個方面，使用陽極蝕刻來形成熱電設備（或材料）。可以在電化學蝕刻單元中進行陽極蝕刻，所述電化學蝕刻單元提供了與正在被蝕刻的襯底的電連接、用於保持與該襯底相接觸的蝕刻溶液或電解質的一個或多個儲器以及對蝕刻過程的分析測量或監視的途徑。蝕刻溶液和/或電解質可以包括水溶液。蝕刻（或蝕刻的）溶液和/或電解質可以是鹼性、中性或酸性溶液。蝕刻溶液的示例包括酸，諸如氫氟酸（HF）、鹽酸（HCl）、氫溴酸（HBr）、氫碘酸（HI）或其組合。蝕刻溶液和/或電解質可以是一種導電溶液。在一個示例中，蝕刻單元包括含有包含電解質的溶液的頂部儲器。頂部儲器可以位於待蝕刻的襯底附近（例如，在其頂部上）。待蝕刻的襯底可以基本上不含一種或多種金屬材料，所述金屬材料可以是催化材料。待蝕刻的襯底可以不含金屬塗層。在一些示例中，如通過X射線光電子能譜法（XPS）測得，待蝕刻的襯底具有約小於25%、20%、15%、10%、5%、1%、0.1%、0.01%、0.001%、0.0001%、0.00001%或0.000001%的金屬含量（例如，在襯底的表面上）。蝕刻溶液可以包括酸（例如，HF）或一定濃度（以重量百分比計）的酸，所述濃度為小於或等於約70%、60%、50%、40%、30%、20%或10%（按重量計），在一些情況下為大於或等於約1%、10%、20%或30%。在一些示例中，濃度（按重量計）為約1%至60%或10%至50%或20%至45%。蝕刻溶液的平衡可以包括溶劑（例如，水）和諸如醇、羧酸、酮和/或醛等添加劑。在一些示例中，添加劑是諸如甲醇、乙醇、異丙醇或其組合等醇。在形成具有適合用於本公開內容的熱電元件的性質的納米結構（例如，孔）時，添加劑可以使得能夠利用較低的電流密度，所述性質諸如為具有無序圖案的孔的基本上均勻的分佈。在形成具有適合用於本公開內容的熱電元件的性質的納米結構（例如，孔）時，添加劑可以使得能夠利用較低的電流密度，所述性質諸如為對兩個或多個孔之間的間距的更強的控制。在形成具有適合用於本公開內容的熱電元件的性質的納米結構（例如，孔）時，添加劑可以使得能夠利用較低的電流密度，所述性質諸如為兩個或多個孔之間的間距至多約5 nm。在形成具有適合用於本公開內容的熱電元件的性質的納米結構（例如，孔）時，添加劑可以使得能夠利用較低的電流密度，所述性質諸如為兩個或多個孔之間的間距至多約20 nm。在形成具有適合用於本公開內容的熱電元件的性質的納米結構（例如，孔）時，添加劑可以使得能夠利用較低的電流密度，所述性質諸如為兩個或多個孔之間的間距至多約100 nm。可以利用邊緣或背面接觸器將電流提供到襯底和/或經過所述襯底、經過溶液/電解質並進入對電極中。對電極可以與頂部儲器電連通，在一些情況下位於該頂部儲器中。在一些情況下，對電極鄰近襯底的頂面或與其相接觸。蝕刻單元的本體可以由對蝕刻溶液或電解質呈惰性的材料（例如，PTFE、PFA、聚丙烯、HDPE）製造。邊緣或背面接觸器可以包括襯底上的金屬接觸器，或者其可以是利用適合的電解質的液體接觸器。對電極可以包括由適合的電極材料構造的絲或網。蝕刻單元可以包含機械槳或超聲攪拌器，以維持溶液運動，或者整個單元可以自轉、轉動或振動。在一些示例中，在蝕刻之前和/或蝕刻期間攪拌溶液可以提供改善的蝕刻均勻性。這可以使得電解質在蝕刻期間能夠環流。在另一示例中，該蝕刻單元可以包含具有一種或多種溶液/電解質的一個或多個再迴圈儲器及蝕刻腔室。在一個示例中，將未圖案化的襯底裝載到配備有多達五個或更多個電極連接的反應空間中。電極中的一個電極與襯底背面（工作電極）歐姆接觸而與蝕刻劑電解質隔離。電極中的一個電極可以與襯底背面（工作電極）歐姆接觸，並且可以不與蝕刻劑電解質接觸。另一電極（對電極）可以浸沒在電解質中，但不與襯底直接接觸，並且用於通過電解質將電流提供給襯底的工作電極。另一電極（參考電極）浸在電解質中並且（在一些情況下使用玻璃料）與工作電極和對電極都隔離，並且用於利用已知的或預定的參考標準來感測蝕刻單元的工作電勢。另外兩個或更多個電極可以放置在反應空間之外，以便建立外部電場。在一些情況下，至少兩個電極——工作電極和對電極——是必需的。能夠以許多方式使用反應空間。在一種方法中，可以使用以通過使陽極電流經由襯底背面穿過合適電解質的兩電極配置的反應空間。例如，電解質可以是含有諸如水等稀釋劑或者諸如氫氟酸等含氟化物的試劑或者諸如過氧化氫等氧化劑的液體混合物。電解質可以包含表面活性劑和/或改性劑。可以在陽極化期間使用三電極配置中的對電極來感測工作電勢。在存在DC或AC的外部場的情況下，可以利用放置在反應空間外部的電極進行陽極化。在陽極蝕刻過程中，對半導體的電壓/電流輔助蝕刻可導致以取決於電勢/電流的速率對半導體的蝕刻。蝕刻速率、蝕刻深度、蝕刻形態、孔隙密度、孔隙結構、內表面面積和表面粗糙度可以通過電壓/電流、蝕刻溶液/電解質組成和其他添加劑、壓力/溫度、前/背側照明以及攪動/攪拌來控制。它們也可以通過半導體的晶體取向、摻雜物類型、電阻率（摻雜濃度）和生長工藝（例如，浮區法或提拉法）來控制。半導體的電阻率可以至少約為0.001 ohm-cm、0.01 ohm-cm或0.1 ohm-cm，並且在一些情況下小於或等於約1 ohm-cm、0.5 ohm-cm、0.1 ohm-cm。在一些示例中，半導體的電阻率為約0.001 ohm-cm至1 ohm-cm、0.001 ohm-cm至0.5 ohm-cm或0.001 ohm-cm至0.1 ohm-cm。在使用電壓/電流控制對半導體襯底進行蝕刻期間，使用下層電極對襯底施加電勢或偏壓（例如，直流偏壓）。這可以導致半導體襯底被蝕刻。作為陽極蝕刻的結果，半導體的熱導率可顯著下降。在一些示例中，通過採用所施加的偏壓，能夠控制和調整孔隙度（品質損失），並因此能夠控制熱性質和電性質。在其他示例中，可以通過採用特定的蝕刻溶液/電解液組成和/或添加劑來控制孔隙度。在又一些其他示例中，可以通過採用任何數目的已列明變數來控制孔隙度。在一些情況下，半導體襯底是非圖案化的，並且在一些情況下，其是圖案化的。在非圖案化的蝕刻中，直接在單元中對襯底進行蝕刻。在圖案化的蝕刻中，可以首先將防止蝕刻的阻擋層放置在半導體上，然後將其在特定位置去除。該層能夠以任何適合的方式（例如，化學氣相沉積、旋塗或氧化）來形成，繼而在後續步驟中利用適合的掩模（例如，光刻）將其在期望的位置去除（例如，等離子體蝕刻、反應離子蝕刻、濺射）。或者，可以直接沉積（例如，蘸筆光刻術、噴墨印刷、通過模繪版的噴塗）阻擋層。接著，在陽極蝕刻期間將阻擋層中的圖案的複製陰模轉移到襯底中。在存在合適的蝕刻溶液/電解質的情況下，可以通過向半導體襯底施加電勢（“勢”）來進行蝕刻。例如，相對於諸如地面等參考，電勢可以至少約為+0.01 V、+0.02 V、+0.03 V、+0.04 V、+0.05 V、+0.06 V、+0.07 V、+0.08 V、+0.09 V、+0.1 V、+0.2 V、+0.3 V、+0.4 V、+0.5 V、+0.6 V、+0.7 V、+0.8 V、+0.9 V、+1.0 V、+2.0 V、+3.0 V、+4.0 V、+5.0 V、+10 V、+20 V、+30 V、+40 V或+50 V。在一些示例中，相對於參考，電勢約為+0.01 V至+20 V、+0.1 V至+ 10 V或+0.5 V至+5 V。在一些示例中，電勢的範圍可以約為+0.01 V至+0.05 V、+0.06 V至+0.1 V、+0.2 V至+0.5 V、+0.6 V至+1.0 V、+2.0 V至+5.0 V、+10 V至+20 V、+20 V至+30 V、+30 V至+40 V或+40 V至+50 V。在一些示例中，電勢約為+0.5 V至+5 V或從約+1 V至+5 V。在一些存在合適的蝕刻溶液/電解質的情況下，可以通過向半導體襯底施加電氣流（“電流”）或者產生通過其的電流來進行蝕刻。電流可以在向襯底施加電勢時被施加到該襯底。例如，電流的電流密度可以至少約為+0.01毫安培每平方釐米（mA/cm² ）、+0.1 mA/ cm² 、+0.2 mA/cm² 、+0.3 mA/cm² 、+0.4 mA/cm² 、+0.5 mA/cm² 、+0.6 mA/cm² 、+0.7 mA/cm² 、+0.8 mA/cm² 、+0.9 mA/cm² 、+1.0 mA/cm² 、+2.0 mA/cm² 、+3.0 mA/cm² 、+4.0 mA/cm² 、+5.0 mA/cm² 、+6.0 mA/cm² 、+7.0 mA/cm² 、+8.0 mA/cm² 、+9.0 mA/cm² 、+10 mA/cm² 、+20 mA/cm² 、+30 mA/cm² 、+40 mA/cm² 、+50 mA/cm² 、+60 mA/cm² 、+70 mA/cm² 、+80 mA/cm² 、+90 mA/cm² 、+100 mA/cm² 、+200 mA/cm² 、+300 mA/cm² 、+400 mA/cm² 、+500 mA/cm² 、+600 mA/cm² 、+700 mA/cm² 、+800 mA/cm² 、+900 mA/cm² 、+1000 mA/cm² 或更多。在一些示例中，電流密度的範圍為約0.01 mA/cm² 至20 mA/cm² 、0.05 mA/cm² 至10 mA/cm² 或0.01 mA/cm² 至5 mA/cm² 。在一些示例中，電流密度的範圍為約+0.1 mA/cm² 至+0.5 mA/cm² 、+0.6至+1.0 mA/cm² 、+1.0 mA/cm² 至+5.0 mA/cm² 、+5.0 mA/cm² 至+10 mA/cm² 、+10 mA/cm² 至+20 mA/cm² 、+20 mA/cm² 至+30 mA/cm² 、 +30 mA/cm² 至+40 mA/cm² 、+40 mA/cm² 至+50 mA/cm² 、+50 mA/cm² 至+60 mA/cm² 、+60 mA/cm² 至+70 mA/cm² 、+70 mA/cm² 至+80 mA/cm² 、+80 mA/cm² 至+90 mA/cm² 、+90 mA/cm² 至+100 mA/cm² 、+10 mA/cm² 至+200 mA/cm² 、+20 mA/cm² 至+300 mA/cm² 、+300 mA/cm² 至+400 mA/cm² 、+40 mA/cm² 至+500 mA/cm² 、+500 mA/cm² 至+600 mA/cm² 、+600 mA/cm² 至+700 mA/cm² 、+700 mA/cm² 至+800 mA/cm² 、+800 mA/cm² 至+900 mA/cm² 或+900 mA/cm² 至+1000 mA/cm² 。在一些示例中，電流密度約為1 mA/cm² 至30 mA/cm² 、5 mA/cm² 至25 mA/cm² 或10 mA/cm² 至20 mA/cm² 。可以利用本文提供的電勢，諸如為約+0.5 V至+5 V或從約+1 V至+5 V的電勢，來實現這樣的電流密度。舉例而言，可以使用電壓表來測量電勢（或電壓）。電壓表可以與襯底並聯。例如，電壓表可以測量襯底的兩面之間的電勢或溶液中的工作電極與對電極之間的電勢。電流密度可以用電流錶來測量。電流錶可以與電源及襯底串聯。例如，電流錶可以耦合至襯底的背面。可以在經選定以提供納米結構（例如，孔或絲）陣列的蝕刻時間形成本公開內容的熱電元件。蝕刻時間的範圍可以為1秒至2天、1分鐘至1天、1分鐘至12小時、10分鐘至6小時或30分鐘至3小時。在一些示例中，蝕刻時間為30分鐘至6小時或1小時至6小時。在一些情況下，蝕刻時間可以至少約為1秒、10秒、30秒、1分鐘、2分鐘、3分鐘、4分鐘、5分鐘、10分鐘、30分鐘、1小時、2小時、3小時、4小時、5小時、6小時、12小時、1天或更多。這樣的蝕刻時間可以與本公開內容的所施加電壓和/或電流組合使用。在一些情況下，可以在蝕刻期間改變施加至半導體襯底的偏壓，來調節半導體襯底的蝕刻速率、蝕刻深度、蝕刻形態、孔隙密度、孔隙結構、內表面面積和表面粗糙度，包括在半導體襯底中進行納米結構化的密度及位置。在另一種情況下，可以在蝕刻期間改變蝕刻溶液/電解質組成和/或添加劑。在又一些情況下，可以改變壓力/溫度或者照明或者攪動/攪拌。替代地，可以同時改變這些變數中的不止一個變數，以獲得所需的蝕刻特性。在對襯底進行蝕刻的時段期間，電勢可以是恒定的、變化的或脈衝的。在一個示例中，在蝕刻時段期間電勢是恒定的。在另一示例中，在蝕刻時段期間電勢為脈衝打開的和脈衝關閉的，或者從正到負。在另一示例中，電勢在蝕刻時段期間是變化的，諸如從第一值逐漸變化到第二值，該第二值可以小於或大於該第一值。電勢繼而可以從第二值變化至第一值，依此類推。在又一示例中，偏壓/電流可以按照正弦/三角/任意波形振盪。在一些情況下，偏壓/電流可以是至少約為1 Hz、10Hz、1000Hz、5000Hz、10000Hz、50000Hz或100000 Hz的頻率的脈衝。偏壓和/或電流可以是DC或AC或者DC與AC的組合。對具有DC偏置的AC偏壓和/或電流的使用可以提供利用DC偏壓/電流控制蝕刻速率及利用AC偏置/電流控制離子。AC偏壓/電流能夠以週期性或非週期性的方式，交替地加強和延緩蝕刻速率，或者增大/減小孔隙度/表面粗糙度，或者改變形態和結構。AC偏壓/電流的幅度和頻率可以用於調節蝕刻速率、蝕刻深度、蝕刻形態、孔隙密度、孔隙結構、內表面面積和表面粗糙度。在一些情況下，在蝕刻期間向半導體襯底施加電勢可以提供給定的蝕刻速率。在一些示例中，在25℃下，可以以至少約為0.1納米（nm）/秒（s）、0.5 nm/s、1 nm/s、2 nm/s、3 nm/s、4 nm/s、5 nm/s、6 nm/s、7 nm/s、8 nm/s、9 nm/s、10 nm/s、20 nm/s、30 nm/s、40 nm/s、50 nm/s、60 nm/s、70 nm/s、80 nm/s、90 nm/s、100 nm/s、200 nm/s、300 nm/s、400 nm/s、500 nm/s、600 nm/s、700 nm/s、800 nm/s、900 nm/s、1000 nm/s或10,000 nm/s的速率對襯底進行蝕刻。在其他情況下，蝕刻速率可以隨壓力/溫度的改變、溶液/電解質組成和/或添加劑的改變、照明的改變、攪動/攪拌的改變而增加/減小。在使用施加的電勢或電流密度進行蝕刻期間的半導體襯底的孔隙度可以提供具有這樣的孔隙度（品質損失）的襯底：所述襯底可以提供適合於各種應用的熱電元件。在一些示例中，孔隙度至少約為0.01%、0.1%、1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%或更多。孔隙度可以約為0.01%至99.99%、0.1%至60%或1%至50%。襯底可以具有經選定以產生適合於各種應用的熱電元件的厚度。該厚度可以至少約為100納米（nm）、500 nm、1微米（百萬分之一米）、5微米、10微米、100微米、500微米、1毫米（mm）、或10 mm。在一些示例中，厚度約為500 nm至1 mm、1微米至0.5 mm或10微米至0.5 mm。蝕刻可以穿過襯底的整個厚度進行到完成，或者其可以在任何深度停止。完整的蝕刻產生無下層未蝕刻襯底的自支撐納米結構化材料。不完整的蝕刻產生位於下層未蝕刻襯底上的納米結構化材料層。納米結構化層的厚度可以至少約為10納米（nm）、20 nm、30 nm、40 nm、50 nm、60 nm、70 nm、80 nm、90 nm、100 nm、200 nm、300 nm、400 nm、500 nm、600 nm、700 nm、800 nm、900 nm、1 微米（μm）、2 μm、3 μm、4 μm、5 μm、6 μm、7 μm、8 μm、9 μm、10 μm、20 μm、30 μm、40 μm、50 μm、60 μm、70 μm、80 μm、90 μm、100 μm、200 μm、300 μm、400 μm、500 μm、600 μm、700 μm、800 μm、900 μm、1 毫米（mm）、2 毫米（mm）、3 毫米（mm）、4 毫米（mm）、5 毫米（mm）、6 毫米（mm）、7 毫米（mm）、8 毫米（mm）、9 毫米（mm）、10毫米（mm）或更多。納米結構化層可以留在襯底上，或者它能夠以多種方式從襯底分離。該層可以從襯底機械分離（例如，使用金剛石鋸、刻劃和砍切、鐳射切割、剝離）。替代地，該層可以在該層的底部通過在蝕刻前部造成電拋光狀況而從襯底分離。這些狀況可以通過壓力的改變、溫度的改變、溶液組成的改變、電解質組成的改變、使用添加劑、照明、攪拌和/或攪動來實現，或者通過等待足夠的持續時間（例如，超過大約1天）來實現。在一些情況下，可能期望部分或不完全的分離，使得該層仍稍微附接於襯底。這可以通過在正常的蝕刻狀況與電拋光之間進行變化來實現。可以繼而在後續步驟實現完全分離。在蝕刻之後，可以對材料進行化學改性以產生功能上的活性或惰性表面。例如，可以對材料進行改性以產生化學惰性的表面或電子惰性的表面或生物惰性的表面或熱穩定的表面，或者上述的組合。這可以使用各種方法來完成，所述方法例如為熱氧化、熱矽烷化、熱碳化、氫化矽烷化、格氏（Grignard）試劑或電接枝。在一些情況下，上文方法中的一種或多種可以用於獲得具有所期望的性質或以其他方式預定的性質組合的表面。在改性之後，所述材料中的空隙也可以利用填充材料來完全或部分地充滿。例如，填充材料可以是導電的或隔熱的或機械加固的，或者上述的組合。合適的填充材料可以包括下列多組中的一個或多個：絕緣體、半導體、半金屬、金屬、聚合物、氣體或真空。可以使用多種方法來完成填充，例如，原子層沉積、化學汽相沉積、根據化學浴或聚合浴的沉積、電化學沉積、落模鑄造（drop casting）或旋塗或沉浸，隨後進行溶劑化填充材料的蒸發。在一些情況下，上文方法中的一種或多種方法可以用於獲得具有所需的性質組合的填充材料。在填充之後，所述材料還可以用蓋封材料來密封。例如，蓋封材料可以是不可透氣的或不可透液體的或者是這兩者。適宜填充材料可以包括下列多組中的一個或多個：絕緣體、半導體、半金屬、金屬或聚合物。可以使用多種方法來完成蓋封，例如，原子層沉積、化學汽相沉積、根據化學浴或聚合浴的沉積、電化學沉積、落模鑄造或旋塗或沉浸，隨後進行溶劑化填充材料的蒸發。在一些情況下，上文方法中的一種或多種可以用於獲得具有所需性質或預定的性質組合的蓋封材料。在蝕刻之後，該材料可以用適宜漂洗溶液（例如，水、甲醇、乙醇、異丙醇、甲苯、己烷等）洗滌並且乾燥（例如，吹風乾燥、蒸發乾燥、烘箱/爐乾燥、真空乾燥、臨界點乾燥或空氣乾燥）。可以根據乾燥的方式來選擇漂洗溶液。在陽極蝕刻之後，可以通過經由施加熱量和時間，對半導體納米結構（孔隙或孔的形態、密度、結構、內表面面積和表面粗糙度）進行粗糙化或退火，進一步控制或調節半導體的熱性質和電性質。在約1秒至1週的時間段內，約50℃至1500℃或100℃至1300℃之間的溫度可以用於控制半導體的熱性質和電性質。在一些情況下，該時間段至少約為1秒、10秒、30秒、1分鐘、2分鐘、3分鐘、4分鐘、5分鐘、10分鐘、30分鐘、1小時、2小時、3小時、4小時、5小時、6小時、12小時、1天或更多。退火可以在真空中進行（例如，在約為1x10^-10 托（Torr）至小於760托的壓力下進行），或者在存在合適的氣體（例如，氦、氖、氬、氙、氫、氮、合成氣體、一氧化碳、二氧化碳、氧氣、水蒸汽、空氣、甲烷、乙烷、丙烷、六氟化硫及其混合物）的情況下進行。該氣體可以是惰性氣體。可以對部分或完全蝕刻的襯底、未蝕刻襯底上的完全分離的蝕刻層、未蝕刻襯底上的部分分離的蝕刻層或者未蝕刻襯底上的未分離的蝕刻層進行退火。在一些情況下，在對未蝕刻襯底上的層進行退火時，半導體粗糙化能夠以使這些層與未蝕刻襯底分離的方式繼續進行。這可以便於造成層分離。利用標準沉積技術（例如，絲網印刷、噴墨沉積、塗裝、噴射、浸塗、釺焊、金屬濺射或金屬蒸發），可以將電接觸器沉積在納米結構化材料上或其附近。電接觸器可以是有/無合適的粘附層（例如，鈦、鉻、鎳或其組合）的金屬接觸器（例如，金、銀、銅、鋁、銦、鎵、含鉛焊料、無鉛焊料或其組合）。替代地，電接觸器可以是矽化物接觸器（例如，矽化鈦、矽化鈷、矽化鎳、矽化鈀、矽化鉑、矽化鎢、矽化鉬等）。可以插入屏障層（例如，鉑、鈀、氮化鎢、氮化鈦、氮化鉬等）以防止矽與接觸器之間或者接觸層之間或者每一層之間的相互擴散。在其他示例中，電接觸器可以是金屬接觸器和矽化物接觸器兩者的組合。可以提供矽化物接觸器以減少金屬接觸器與襯底之間的接觸電阻。矽化物的示例包括矽化鎢、二矽化鈦和矽化鎳。後續的退火步驟可以用於形成接觸器並改善其性質。例如，退火可以提供歐姆接觸從而可以減小接觸電阻。在已經形成電接觸器之後，可以將材料組裝成包括p型和n型熱電元件（或腿）的熱電設備。熱電設備可以包括電串聯的p型腿和n型腿並且它們在熱學上彼此並行。電接觸器可以在電絕緣且導熱的剛性板（例如，氮化鋁、氧化鋁、碳化矽、氮化矽等）上形成，其中所述腿之間的電連接由金屬互連體（例如，銅、鋁、金、銀等）提供。在另一示例中，可以將熱電材料組裝在柔性絕緣材料（例如，聚醯亞胺、聚乙烯、聚碳酸酯等）上。經由集成在柔性材料上的金屬互連體來提供所述腿之間的電連接。由此得到的熱電可以是以片、卷或帶的形式。可以由片、卷或帶切割出期望大小的熱電材料，並且組裝成設備。本文所提供的處理條件（例如，施加的電壓和電流密度）具有各種意想不到的好處，諸如形成了具有提供了本公開內容的熱電元件和設備的取向和配置的納米結構（例如，孔），本公開內容的熱電元件和設備的性質得到提高或者以其他方式得到改善；諸如在25℃下具有ZT從約為0.01至3、0.1至2.5、0.5至2.0或0.5至1.5的熱電元件。可以提供這樣的處理條件以便在襯底中形成納米結構陣列。納米結構陣列可以具有無序圖案。可以提供這樣的處理條件以便形成柔性熱電元件或設備。圖15示意性地圖示了用於製造包括多個熱電元件的柔性熱電設備的方法。例如，用諸如鈦、鎳、鉻、鎢、鋁、金、鉑、鈀或其任何組合等合適的接觸材料，來塗覆例如已採用本文別處所描述的非催化方法（例如，陽極蝕刻）處理的p型或n型矽襯底的兩面。繼而將襯底加熱到至少約250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、950℃或1000℃的溫度並且例如使用金剛石刀具、鋼絲鋸或鐳射切割機將襯底切割成多個塊。接下來，在金屬化操作過程中，將被切割襯底的各個塊放置在約30釐米（cm）寬的底部帶和頂部帶上。所述帶可以由聚合材料形成，舉例而言，所述聚合材料諸如為聚醯亞胺、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯或者它們與其他聚合物的共聚物、混合物和複合物。接下來，使各個塊經受焊料塗覆以形成穿過給定帶的各個塊的串聯連接。繼而通過一個或多個輥子（示出了兩個輥子）將帶組合。可以在所述桌台周圍提供導熱性黏合劑以便幫助將帶之間的各個塊密封。根據本文提供的方法所形成的熱電元件、設備和系統可以具有各種物理特性。本公開內容的熱電設備的性能可以與熱電元件的孔和/或絲的性質和特性相關。在一些情況下，對於具有孔或絲的元件，如通過透射電子顯微術（TEM）測得，單個孔或絲具有約為0.1 nm至50 nm或1 nm至20 nm或1 nm至10 nm之間的表面粗糙度，可以達到最佳設備性能。在一些情況下，通過X射線光電子能譜法（XPS）測得，熱電元件可以具有小於或等於約0.000001%、0.00001%、0.0001%、0.001%、0.01%、0.1%、1%、5%、10%、15%、20%或25%的殘餘金屬含量。本公開內容的熱電元件可以具有適合於優化的熱電設備性能的表面粗糙度。在一些情況下，孔或絲的均方根粗糙度在約0.1 nm至50 nm或1 nm至20 nm或1 nm至10 nm之間。粗糙度可通過透射電子顯微術（TEM）或諸如原子力顯微術（AFM）或掃描隧道顯微術（STM）等其他表面分析技術來確定。表面粗糙度可以用表面波紋來表徵。本公開內容的熱電元件、設備和系統可以用於各種環境中或者用於各種用途。環境可以包括但不限於健康保健、消費者和工業環境。此類用途包括但不限於具有柔性散熱器的柔性熱電帶、體熱供電的可穿戴式電子設備、用於產生功率的廢熱回收單元（例如，車輛或化工廠中的廢熱回收單元）。散熱器可以幫助集熱或散熱。散熱器可以包括一個或多個散熱翅片，所述散熱翅片可以被設定大小並且被佈置用於提供增加的熱傳遞面積。電腦控制系統 本公開內容提供了電腦控制系統，所述電腦控制系統被程式設計或以其他方式被配置用於實現本公開內容的各種設備、方法和系統。圖16示出了一種電腦系統（在本文中也稱“系統”）1601。電腦系統1601被程式設計或以其他方式被配置用於促進本公開內容的熱電設備的形成。系統1601可被程式設計或以其他方式被配置用於實現本文所描述的方法。系統1601包括中央處理單元（CPU，在本文中也稱為“處理器”和“電腦處理器”）1605，中央處理單元1605可以是單核或多核處理器，或者是用於並行處理的多個處理器。系統1601還包括記憶體1610（例如，隨機存取記憶體、唯讀記憶體、閃速記憶體）、電子存儲單元1615（例如，硬碟）、用於與一個或多個其他系統進行通信的通信介面1620（例如，網路介面卡）以及諸如快取記憶體器、其他記憶體、資料儲存器和/或電子顯示卡等週邊設備1625。記憶體1610、存儲單元1615、介面1620和週邊設備1625與CPU 1605通過諸如主機板等通信匯流排（實線）進行通信。存儲單元1615可以是用於存儲資料的資料存儲單元（或資料存儲庫）。系統1601藉助通信介面1620在工作中耦合至電腦網路（“網路”）1630。網路1630可以是網際網路、互聯網和/或外聯網，或者是與網際網路通信的內聯網和/或外聯網。在一些情況下，網路1630是電信和/或資料網路。網路1630可以包括一個或多個電腦伺服器，這可以支援諸如雲計算等分散式運算。在一些情況下，網路1630藉助系統1601可以實現對等網路，這可以使得耦合到系統1601的設備能夠充當用戶端或伺服器。系統1601與用於形成本公開內容的熱電元件和設備的處理系統1635通信。處理系統1635可以被配置用於實現用以形成本文所提供的熱電設備的各種操作，諸如形成熱電元件的操作以及由熱電元件形成熱電設備（例如，熱電帶）的操作。處理系統1635可以通過網路1630或通過直接（例如，有線、無線）連接與系統1601通信。在一個示例中，處理系統1635是電化學蝕刻系統。在另一示例中，處理系統1635是乾燥箱。處理系統1635可以包括用於由襯底1640來形成熱電元件的反應空間。反應空間可以填充有電解質並且包括用於蝕刻（例如，陰極或陽極蝕刻）的電極。本文所描述的方法可以通過儲存在系統1601的電子存儲位置上的機器（或電腦處理器）可執行代碼（或軟體）的方式來實現，舉例而言，諸如記憶體1610或電子存儲單元1615上的機器可執行代碼。在使用過程中，所述代碼可以由處理器1605執行。在一些示例中，代碼可以從存儲單元1615取得並且儲存在記憶體1610上以供由處理器1605快速存取。在一些情況下，可以排除電子存儲單元1615，而將機器可執行指令儲存在記憶體1610上。代碼可以預編譯並被配置用於與具有適於執行該代碼的處理器的機器一起使用，或者可以在運行期間進行編譯。代碼可以採用可被選定以使得該代碼能夠以預編譯或如編譯時的方式執行的程式設計語言來提供。本文所提供的諸如系統1601等系統和方法的各個方面可以通過程式設計來體現。該技術的各個方面可以被認作通常以承載於或體現於某種類型的機器可讀介質中的機器（或處理器）可執行代碼和/或相關聯的資料的形式存在的“產品”或“製品”。機器可執行代碼可以儲存在電子存儲單元上，諸如儲存在記憶體（例如，唯讀記憶體、隨機存取記憶體、閃速記憶體）或硬碟上。“存儲”型介質可以包括電腦、處理器等或其相關聯的模組的、可以在任何時間為軟體程式設計提供非暫時性存儲的任何或所有的有形記憶體，諸如各種半導體記憶體、磁帶驅動器、磁碟機等。部分或所有的軟體可以不時通過網際網路或各種其他電信網路進行通信。這樣的通信例如可以支援軟體從一電腦或處理器向另一電腦或處理器的載入，例如，從管理伺服器或主機向應用伺服器的電腦平臺中的載入。因此，可以承載軟體元素的另一類型的介質包括光波、電波和電磁波，諸如跨本地設備之間的物理介面所使用的、通過有線或光陸線網路以及通過各種空中鏈路所使用的光波、電波和電磁波。可以攜載此類波的物理元件，諸如有線或無線鏈路、光鏈路等，亦可認為是承載軟體的介質。除非限制於非暫時性有形“存儲”介質，否則本文所使用的諸如電腦或機器“可讀介質”等術語是指參與向處理器提供用於執行的指令的任何介質。因此，機器可讀介質，諸如電腦可執行代碼等，可以採取許多形式，包括但不限於有形存儲介質、載波介質或物理傳輸介質。非易失性存儲介質例如包括光碟或磁片，諸如任何（一個或多個）電腦（諸如附圖中所示的可用於實現資料庫的電腦）中的任何存儲裝置等等。易失性存儲介質包括動態儲存裝置器，諸如這樣的電腦平臺的主記憶體。有形傳輸介質包括同軸線纜；銅線和光纖，包括構成電腦系統內的匯流排的導線。載波傳輸介質可以採取電信號或電磁信號或者聲波或光波的形式，諸如在射頻（RF）和紅外（IR）資料通信過程中生成的電信號或電磁信號或者聲波或光波。因此，常見形式的電腦可讀介質例如包括：軟碟、柔性盤、硬碟、磁帶、任何其他磁介質、CD-ROM、DVD或DVD-ROM、任何其他光學介質、打孔卡紙帶、任何具有孔洞圖案的其他物理存儲介質、RAM、ROM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其他記憶體晶片或盒、傳送資料或指令的載波、傳送此類載波的線纜或鏈路，或者任何可讓電腦從中讀取程式設計代碼和/或資料的其他介質。這些形式的電腦可讀介質中的許多介質可以參與將一個或多個序列的一個或多個指令載送至處理器以供執行。本文所描述的方法可以藉助電腦系統而自動化，所述電腦系統具有帶有實現本文所提供的方法的機器可執行代碼的存儲位置和用於執行該機器可執行代碼的處理器。本文所提供的設備、系統和方法可以與其他設備、系統和方法結合或由其修改，所述其他設備、系統和方法諸如為Zhang等人的美國專利第7,309,830號、Fukutani等人的美國專利公開第2006/0032526號、Boukai等人的美國專利公開第2009/0020148號、Boukai等人的美國專利公開第2013/0019918號、美國專利公開號第2015/0280099號、美國專利公開第2016/0197259號、提交於2012年7月17日的PCT/US2012/047021、提交於2013年1月17日的PCT/US2013/021900、提交於2013年8月25日的PCT/US2013/055462、提交於2013年10月29日的PCT/US2013/067346以及提交於2016年12月1日的PCT/US16/64501中所描述的設備、系統和/或方法，上述申請的全部內容通過引用併入於此。雖然本文示出和描述了本發明的優選實施方式，但對於本領域技術人員而言顯而易見的是，這樣的實施方式僅以示例方式提供。本發明並不意圖受到說明書中所提供的具體示例的限制。雖然已經參考前述說明書描述了本發明，但並不意味著要以限制性意義來解釋對本文實施方式的描述和說明。在不偏離本發明的情況下，本領域技術人員現將會想到眾多變化、改變和替換。此外，應當理解，本發明的所有方面不侷限於本文闡述的具體描繪、配置或相對比例，其取決於多種條件和變數。應當理解，在實踐本發明的過程中可以採用對本文所描述發明的實施方式的各種替代方案。因此可以預料，本發明也應涵蓋任何這樣的替代方案、修改、變化或等同物。下列權利要求意在限定本發明的範圍並且由此覆蓋這些權利要求範圍內的方法和結構以及其等同物。

100‧‧‧可穿戴式設備
101‧‧‧頂部玻璃
102‧‧‧顯示器保持器
103‧‧‧電子顯示器
104‧‧‧主印刷電路板（PCB）
105‧‧‧電池
106‧‧‧扣環
107‧‧‧隔離柱
108‧‧‧栓住螺母
109‧‧‧散熱器
110‧‧‧彈簧桿
111‧‧‧手錶按鈕
112‧‧‧按鈕彈簧
113‧‧‧絕緣體隔離物
114‧‧‧柔性印刷電路
115‧‧‧熱電發電器（TEG）
116‧‧‧振動馬達（VIB）
117‧‧‧絕緣體環
118‧‧‧裝飾螺絲
119‧‧‧殼背面導體
120‧‧‧組裝螺絲
201‧‧‧殼背面導體
202‧‧‧熱電發電器（TEG）
203‧‧‧殼頂部散熱器
204‧‧‧電池
205‧‧‧絕緣體環
206‧‧‧手錶透鏡
207‧‧‧主PCB
301‧‧‧切口
302‧‧‧按鈕軸承
303‧‧‧熱接觸平面
304‧‧‧脊狀物和凹槽
305‧‧‧接觸表面
401‧‧‧TEG接觸表面
402‧‧‧振動馬達凹部
403‧‧‧耳片
501‧‧‧手錶帶
502‧‧‧卡扣
504‧‧‧頂部條帶
505‧‧‧底部條帶
600‧‧‧熱電設備
601‧‧‧n型元件
602‧‧‧p型元件
603‧‧‧第一組電極
604‧‧‧第二組電極
605‧‧‧熱端材料
606‧‧‧熱端材料
700‧‧‧熱電元件
701‧‧‧孔陣列
700a‧‧‧襯底
701a‧‧‧孔
702‧‧‧第一端
703‧‧‧第二端
1000‧‧‧熱電元件
1001‧‧‧絲陣列
1001a‧‧‧絲
1002‧‧‧第一端
1003‧‧‧第二端
1004‧‧‧空間
1200‧‧‧熱電設備
1201‧‧‧n型元件
1202‧‧‧p型元件
1203‧‧‧電極
1204‧‧‧電極
1205‧‧‧第一導熱、電絕緣層
1206‧‧‧第二導熱、電絕緣層
1207‧‧‧端子
1208‧‧‧端子
1300‧‧‧熱電設備
1301‧‧‧n型元件
1302‧‧‧p型元件
1303‧‧‧電極
1304‧‧‧電極
1305‧‧‧第一導熱、電絕緣層
1306‧‧‧第二導熱、電絕緣層
1307‧‧‧端子
1308‧‧‧端子
1400‧‧‧熱電設備
1401‧‧‧n型元件
1402‧‧‧p型元件
1403‧‧‧電極
1404‧‧‧電極
1601‧‧‧電腦系統
1605‧‧‧中央處理單元
1610‧‧‧記憶體
1615‧‧‧電子存儲單元
1620‧‧‧通信介面
1625‧‧‧週邊設備
1630‧‧‧網路
1635‧‧‧處理系統
1640‧‧‧襯底
1700‧‧‧可穿戴式設備
1701‧‧‧頂部殼體
1702‧‧‧底部殼體
1703‧‧‧柔性電路
1704‧‧‧彈簧帶
1705‧‧‧電池
1706‧‧‧主PCB
1707‧‧‧下身體導熱板
1708‧‧‧散熱器
1709‧‧‧上身體導熱板
1710‧‧‧頂側散熱器
1711‧‧‧TEG
1712‧‧‧TEG
2100‧‧‧可穿戴式設備
2110‧‧‧可穿戴式模組
2120‧‧‧鉸鏈/彈簧桿
2130‧‧‧條帶殼體
2140‧‧‧柔性電路
2150‧‧‧身體導熱體節點
2160‧‧‧TEG
2170‧‧‧外部散熱器節點
2180‧‧‧顯示器
2210‧‧‧可穿戴式模組
2810‧‧‧密封座圈
2820‧‧‧玻璃密封墊圈
2830‧‧‧裝飾標度盤
2840‧‧‧按鈕FPC組合件
2850‧‧‧O形環
2860‧‧‧絕緣體環
2910‧‧‧電子器件和顯示器子組合件
3010‧‧‧殼頂部導體
3110‧‧‧散熱板
3210‧‧‧殼頂部導體
3220‧‧‧散熱板
3230‧‧‧殼底部子組合件
3310‧‧‧扣合殼頂部導體
3320‧‧‧光導
3330‧‧‧扣合殼底部子組合件

本發明的新穎特徵在隨附權利要求中具體闡明。通過參考對在其中利用到本發明原理的說明性實施方式作出闡述的以下詳細描述和附圖（在本文中也為“圖示”和“圖”），將會獲得對本發明的特徵和優點的更好的理解，在附圖中：圖1示出了根據本公開內容的實施方式的可穿戴式設備的分解圖；圖2示出了根據本公開內容的實施方式的圖1的可穿戴式設備的剖視圖；圖3A示出了圖1的可穿戴式設備的殼頂部散熱器的俯視圖；圖3B是圖1的可穿戴式設備的殼頂部散熱器的等距視圖；圖3C是圖1的可穿戴式設備的殼頂部散熱器的右側視圖；圖3D是圖1的可穿戴式設備的殼頂部散熱器的正面視圖；圖3E是圖1的可穿戴式設備的殼頂部散熱器的仰視圖；圖4A是圖1的可穿戴式設備的殼背面導體的俯視圖；圖4B是圖1的可穿戴式設備的殼背面導體的等距視圖；圖4C是圖1的可穿戴式設備的殼背面導體的側視圖；圖4D是圖1的可穿戴式設備的殼背面導體的仰視圖；圖5A是圖1的可穿戴式設備的俯視圖；圖5B是圖1的可穿戴式設備的左側視圖；圖5C是圖1的可穿戴式設備的仰視圖；圖6示出了具有多個元件的熱電設備；圖7是根據本公開內容的實施方式的熱電元件的示意透視圖；圖8是根據本公開內容的實施方式的、圖7的熱電元件的示意俯視圖；圖9是根據本公開內容的實施方式的、圖7和圖8的熱電元件的示意側視圖；圖10是根據本公開內容的實施方式的熱電元件的示意透視圖；圖11是根據本公開內容的實施方式的、圖10的熱電元件的示意俯視圖；圖12是根據本公開內容的實施方式的、包括具有絲陣列的元件的熱電設備的示意透視圖；圖13是根據本公開內容的實施方式的、包括具有孔陣列的元件的熱電設備的示意透視圖；圖14是根據本公開內容的實施方式的、包括具有相對於向量V垂直定向的孔陣列的元件的熱電設備的示意透視圖；圖15示意性地圖示了用於製造包括多個熱電元件的柔性熱電設備的方法；圖16示出了被程式設計或者以其他方式被配置用於實現本公開內容的方法和系統的電腦系統，諸如促進本公開內容的熱電設備的形成；圖17示出了根據本公開內容的實施方式的可穿戴式設備的分解圖；圖18A是圖17的可穿戴式設備的俯視圖；圖18B是圖17的可穿戴式設備的透視圖；圖18C是圖17的可穿戴式設備的前視圖；圖18D是圖17的可穿戴式設備的側視圖；圖19A是圖17的可穿戴式設備的截面側視圖；圖19B是圖17的可穿戴式設備的前視圖；圖20A是具有散熱器翅片的圖17的可穿戴式設備的透視圖；圖20B是具有散熱器翅片的圖17的可穿戴式設備的側視圖；圖20C是不具有散熱器翅片的圖17的可穿戴式設備的側視圖；圖21A是根據本公開內容的實施方式的可穿戴式設備的截面側視圖；圖21B是圖21A中的截面圖中所示出的可穿戴式設備的前視圖；圖22是圖21A的可穿戴式設備的透視圖；圖23A是圖21A的可穿戴式設備的透視圖；圖23B是對應於圖23A的詳圖；圖24是圖21A的可穿戴式設備的放大側視圖；圖25A是圖21A的可穿戴式設備的透視圖；圖25B是圖21A的可穿戴式設備的側視圖；圖26A是圖21A的可穿戴式設備的備選實施方式的透視圖；而圖26B是圖21A的可穿戴式設備的備選實施方式的側視圖；圖27A是圖1的可穿戴式設備的備選實施方式的透視圖；圖27B是圖1的可穿戴式設備的備選實施方式的後視圖；圖27C是圖1的可穿戴式設備的備選實施方式的俯視圖；圖27D是圖1的可穿戴式設備的備選實施方式的左側視圖；圖27E是圖1的可穿戴式設備的備選實施方式的前視圖；圖27F是圖1的可穿戴式設備的備選實施方式的右側視圖；以及圖27G是圖1的可穿戴式設備的備選實施方式的仰視圖；圖28A是示例性頂部裝載可穿戴式設備的俯視圖；圖28B是示例性頂部裝載可穿戴式設備的元件的截面圖；圖28C是示例性頂部裝載可穿戴式設備的分解圖；圖29A是頂部裝載可穿戴式設備的備選實施方式的俯視圖；圖29B是頂部裝載可穿戴式設備的備選實施方式的元件的截面圖；圖29C是頂部裝載可穿戴式設備的備選實施方式的分解圖；圖30A是頂部裝載可穿戴式設備的備選實施方式的俯視圖；圖30B是頂部裝載可穿戴式設備的備選實施方式的元件的截面圖；圖30C是頂部裝載可穿戴式設備的備選實施方式的分解圖；圖31A是示例性底部裝載可穿戴式設備的俯視圖；圖31B是示例性底部裝載可穿戴式設備的元件的截面圖；圖31C是示例性底部裝載可穿戴式設備的分解圖；圖32A是底部裝載可穿戴式設備的備選實施方式的俯視圖；圖32B是底部裝載可穿戴式設備的備選實施方式的元件的截面圖；圖32C是底部裝載可穿戴式設備的備選實施方式的完整裝配的分解圖；圖32D是底部裝載可穿戴式設備的備選實施方式的電子器件和顯示器子組合件的分解圖；圖32E是底部裝載可穿戴式設備的備選實施方式的殼底部子組合件的分解圖；圖33A是底部裝載可穿戴式設備的備選實施方式的俯視圖；圖33B是底部裝載可穿戴式設備的備選實施方式的元件的截面圖；圖33C是底部裝載可穿戴式設備的備選實施方式的完整裝配的分解圖；以及圖33D是底部裝載可穿戴式設備的備選實施方式的電子器件和顯示器子組合件的分解圖；圖32E是底部裝載可穿戴式設備的備選實施方式的殼底部子組合件的分解圖。

100‧‧‧可穿戴式設備

101‧‧‧頂部玻璃

102‧‧‧顯示器保持器

103‧‧‧電子顯示器

104‧‧‧主印刷電路板(PCB)

105‧‧‧電池

106‧‧‧扣環

107‧‧‧隔離柱

108‧‧‧栓住螺母

109‧‧‧外殼頂部散熱器

110‧‧‧彈簧桿

111‧‧‧手錶按鈕

112‧‧‧按鈕彈簧

113‧‧‧絕緣體隔離物

114‧‧‧柔性印刷電路

115‧‧‧熱電發電器(TEG)

116‧‧‧振動馬達(VIB)

117‧‧‧絕緣體環

118‧‧‧裝飾螺絲

119‧‧‧殼背面導體

120‧‧‧組裝螺絲

Claims

一種可穿戴式電子設備，包括：電子顯示器，其具有用於向使用者顯示資訊的使用者介面；以及功率管理單元，其在工作中與所述電子顯示器耦合，其中所述功率管理單元包括儲能設備和與所述儲能設備電連通的至少一個熱電設備，其中所述熱電設備包括（i）集熱單元，其鄰近於所述用戶的身體表面擱置，該集熱單元從所述使用者的所述身體表面收集熱能，（ii）熱電元件，其與所述集熱單元熱連通，以及（iii）排熱單元，其與所述熱電元件熱連通，該排熱單元從所述熱電元件排出熱能，其中在使用期間，所述熱電元件在熱能從所述集熱單元跨所述熱電元件流動並到所述排熱單元時產生功率，其中所述功率的至少一部分儲存在所述儲能設備中。
如請求項1之可穿戴式電子設備，其中所述可穿戴式電子設備與所述功率管理單元相集成。
如請求項1之可穿戴式電子設備，其中所述功率管理單元提供所述可穿戴式電子設備的功率要求的至少約10%。
如請求項1之可穿戴式電子設備，其中所述功率管理單元提供所述可穿戴式電子設備的功率要求的至少約20%。
如請求項1之可穿戴式電子設備，其中所述功率管理單元提供所述可穿戴式電子設備的功率要求的至少約30%。
如請求項1之可穿戴式電子設備，其中所述功率管理單元提供所述可穿戴式電子設備的功率要求的至少約40%。
如請求項1之可穿戴式電子設備，其中所述功率管理單元提供所述可穿戴式電子設備的功率要求的至少約60%。
如請求項1之可穿戴式電子設備，其中所述功率管理單元提供所述可穿戴式電子設備的功率要求的至少約80%。
如請求項1之可穿戴式電子設備，其中所述功率管理單元還包括用於提供外部功率以對所述儲能設備充電的外部功率單元。
如請求項1之可穿戴式電子設備，還包括包含所述電子顯示器和所述功率管理單元的外殼。
如請求項10之可穿戴式電子設備，其中所述排熱單元在所述外殼的側面部分處。
如請求項10之可穿戴式電子設備，其中所述外殼與所述集熱單元熱連通。
如請求項10之可穿戴式電子設備，其中所述外殼與所述排熱單元熱連通。
如請求項10之可穿戴式電子設備，其中所述外殼與所述集熱單元和所述排熱單元兩者熱連通。
如請求項10之可穿戴式電子設備，其中所述外殼基本上是防水或耐水的。
如請求項10之可穿戴式電子設備，其中所述外殼包括凸耳。
如請求項16之可穿戴式電子設備，其中所述凸耳與所述排熱單元熱連通。
如請求項16之可穿戴式電子設備，其中所述凸耳散熱。
如請求項16之可穿戴式電子設備，其中所述凸耳不散熱。
如請求項10之可穿戴式電子設備，其中所述外殼還包括底部子組合件。
如請求項20之可穿戴式電子設備，其中所述底部子組合件包括傳導板。
如請求項20之可穿戴式電子設備，其中所述底部子組合件包括所述熱電元件。
如請求項20之可穿戴式電子設備，其中所述底部子組合件包括傳導背襯。
如請求項23之可穿戴式電子設備，其中在使用期間所述傳導背襯與所述用戶的所述身體熱連通。
如請求項20之可穿戴式電子設備，其中所述底部子組合件扣合到所述外殼中。
如請求項20之可穿戴式電子設備，其中所述底部子組合件包括螺紋，並且其中所述底部子組合件螺入所述外殼中。
如請求項26之可穿戴式電子設備，其中所述螺紋是導熱的。
如請求項1之可穿戴式電子設備，其中所述排熱單元包括一個或多個散熱器。
如請求項28之可穿戴式電子設備，其中所述一個或多個散熱器是熱翅片。
如請求項1之可穿戴式電子設備，其中所述熱電元件與所述排熱單元之間的熱連通由至少一個熱管提供。
如請求項1之可穿戴式電子設備，其中所述熱電元件與所述排熱單元之間的熱連通由散熱板提供。
如請求項1之可穿戴式電子設備，還包括在工作中耦合到所述電子顯示器和所述功率管理單元的控制單元，其中所述控制單元調節所述使用者介面上的所述資訊的顯示。
如請求項1之可穿戴式電子設備，其中所述可穿戴式電子設備是手錶。
如請求項1之可穿戴式電子設備，其中所述使用者介面是圖形化使用者介面。
如請求項1之可穿戴式電子設備，其中所述使用者介面是類比使用者介面。
如請求項1之可穿戴式電子設備，其中所述功率管理單元包括在將所述電子顯示器固定到所述用戶的所述身體表面的卡扣中。
如請求項1之可穿戴式電子設備，還包括在工作中與所述電子顯示器和所述功率管理單元耦合並電連通的柔性電路。
如請求項37之可穿戴式電子設備，其中所述柔性電路是柔性印刷電路。
如請求項37之可穿戴式電子設備，其中所述柔性電路是柔性扁平線纜。
如請求項1之可穿戴式電子設備，還包括與所述儲能設備電連通的一個或多個發電單元。
如請求項40之可穿戴式電子設備，其中所述一個或多個發電單元選自包括太陽能電池、電感耦合單元、射頻耦合單元以及動力發電單元的組。
一種用於使用可穿戴式電子設備的方法，包括：（a）啟動所述可穿戴式電子設備，所述可穿戴式電子設備包括： a．電子顯示器，其具有用於向使用者顯示資訊的使用者介面；以及 b．功率管理單元，其在工作中與所述電子顯示器耦合，其中所述功率管理單元包括儲能設備和與所述儲能設備電連通的至少一個熱電設備，其中所述熱電設備包括：（i）集熱單元，其鄰近於所述用戶的身體表面擱置，該集熱單元從所述使用者的所述身體表面收集熱能；（ii）熱電元件，其與所述集熱單元熱連通；以及（iii）排熱單元，其與所述熱電元件熱連通，該排熱單元從所述熱電元件排出熱能；（b）使用所述熱電元件以在熱能從所述集熱單元跨所述熱電元件流動並到所述排熱單元時產生功率，其中所述功率的至少一部分儲存在所述儲能設備中。
如請求項42之方法，其中所述可穿戴式電子設備與所述功率管理單元相集成。
如請求項42之方法，其中所述功率管理單元提供所述可穿戴式電子設備的功率要求的至少約10%。
如請求項42之方法，其中所述功率管理單元提供所述可穿戴式電子設備的功率要求的至少約20%。
如請求項42之方法，其中所述功率管理單元提供所述可穿戴式電子設備的功率要求的至少約30%。
如請求項42之方法，其中所述功率管理單元提供所述可穿戴式電子設備的功率要求的至少約40%。
如請求項42之方法，其中所述功率管理單元提供所述可穿戴式電子設備的功率要求的至少約60%。
如請求項42之方法，其中所述功率管理單元提供所述可穿戴式電子設備的功率要求的至少約80%。
如請求項42之方法，其中所述功率管理單元還包括用於提供外部功率以對所述儲能設備充電的外部功率單元。
如請求項42之方法，其中所述可穿戴式電子設備包括包含所述電子顯示器和所述功率管理單元的外殼。
如請求項51之方法，其中所述排熱單元在所述外殼的側面部分處。
如請求項51之方法，其中所述外殼與所述集熱單元熱連通。
如請求項51之方法，其中所述外殼與所述排熱單元熱連通。
如請求項51之方法，其中所述外殼與所述集熱單元和所述排熱單元兩者熱連通。
如請求項51之方法，其中所述外殼基本上是防水或耐水的。
如請求項51之方法，其中所述外殼包括凸耳。
如請求項57之方法，其中所述凸耳與所述排熱單元熱連通。
如請求項57之方法，其中所述凸耳散熱。
如請求項57之方法，其中所述凸耳不散熱。
如請求項51之方法，其中所述外殼還包括底部子組合件。
如請求項61之方法，其中所述底部子組合件包括傳導板。
如請求項61之方法，其中所述底部子組合件包括所述熱電元件。
如請求項61之方法，其中所述底部子組合件包括傳導背襯。
如請求項62之方法，其中在使用期間所述傳導背襯與所述用戶的所述身體熱連通。
如請求項61之方法，其中所述底部子組合件扣合到所述外殼中。
如請求項61之方法，其中所述底部子組合件包括螺紋，並且其中所述底部子組合件螺入所述外殼中。
如請求項67之方法，其中所述螺紋是導熱的。
如請求項42之方法，其中所述排熱單元包括一個或多個散熱器。
如請求項69之方法，其中所述一個或多個散熱器是熱翅片。
如請求項42之方法，其中所述熱電元件與所述排熱單元之間的熱連通由至少一個熱管提供。
如請求項42之方法，其中所述熱電元件與所述排熱單元之間的熱連通由散熱板提供。
如請求項42之方法，其中所述可穿戴式電子設備包括在工作中耦合到所述電子顯示器和所述功率管理單元的控制單元，其中所述控制單元調節所述使用者介面上的所述資訊的顯示。
如請求項42之方法，其中所述可穿戴式電子設備是手錶。
如請求項42之方法，其中所述使用者介面是圖形化使用者介面。
如請求項42之方法，其中所述使用者介面是類比使用者介面。
如請求項42之方法，其中所述功率管理單元包括在將所述電子顯示器固定到所述用戶的所述身體表面的卡扣中。
如請求項42之方法，其中所述可穿戴式電子設備包括在工作中與所述電子顯示器和所述功率管理單元耦合並電連通的柔性電路。
如請求項78之方法，其中所述柔性電路是柔性印刷電路。
如請求項78之方法，其中所述柔性電路是柔性扁平線纜。
如請求項42之方法，其中所述可穿戴式電子設備還包括與所述儲能設備電連通的一個或多個發電單元。
如請求項81之方法，其中所述一個或多個發電單元選自包括太陽能電池、電感耦合單元、射頻耦合單元以及動力發電單元的組。
一種用於製造可穿戴式電子設備的方法，包括（i）將電子顯示器與用於向使用者顯示資訊的使用者介面組裝，以及（ii）組裝功率管理單元以產生所述可穿戴式電子設備，其中所述功率管理單元在工作中與所述電子顯示器耦合，其中所述功率管理單元包括儲能設備和與所述儲能設備電連通的至少一個熱電設備，其中所述熱電設備包括：（i）集熱單元，其鄰近於所述用戶的身體表面擱置，該集熱單元從所述使用者的所述身體表面收集熱能；（ii）熱電元件，其與所述集熱單元熱連通；以及（iii）排熱單元，其與所述熱電元件熱連通，該排熱單元從所述熱電元件排出熱能，其中所述可穿戴式設備被配置成使得在使用期間，所述熱電元件在熱能從所述集熱單元跨所述熱電元件流動並到所述排熱單元時產生功率，其中所述功率的至少一部分儲存在所述儲能設備中。
如請求項83之方法，其中所述可穿戴式電子設備包括包含所述電子顯示器和所述功率管理單元的外殼。
如請求項84的方法，其中所述外殼包括頂側和底側，並且其中所述電子顯示器鄰近於所述外殼的所述頂側安設。
如請求項84之方法，其中所述電子顯示器和所述功率管理單元從所述外殼的所述頂側裝載到所述外殼中。
如請求項84之方法，其中所述電子顯示器和所述功率管理單元從所述外殼的所述底側裝載到所述外殼中。