本发明专利技术的实施例涉及一种用于冷却的热电模块，并提供一种热电模块，所述热电模块包括：彼此面对的基板；设置在所述基板之间的第一半导体元件和第二半导体元件，所述第一半导体元件和所述第二半导体元件彼此电连接，其中，所述第一半导体元件和所述第二半导体元件的体积彼此不同。本发明专利技术通过使得在包括热电半导体元件中的单元胞中的彼此面对的半导体元件中的任意一个具有大于另一个的体积以加强导电率的提高而具有一种允许冷却效果提高的结构。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于冷却的热电模块。
技术介绍
通常，一种包含热电转换元件的热电模块具有形成为PN结对(PNjunctionpair)的结构，其中，P型热电材料和N型热电材料在金属电极之间结合。当在PN结对之间被赋予温度差时，通过赛贝尔效应(Seebackeffect)会产生电流，从而热电元件可以作为产生电力的装置。并且，通过珀耳帖(Peltier)效应热电元件可以被用作温控装置，其中，PN结对的一侧被冷却，另一侧被加热。这里，珀耳帖效应是这样一种现象：在外部施加直流电压时，P型材料中的空穴和N型材料中的电子会发生移动，就会导致在材料的相对端处热量的产生和热量的吸收。赛贝尔效应指的是这样一种现象：当外部热源提供热量时，电子和空穴发生移动，就会在材料中产生电流，从而发电。由于提高了元件的热稳定性，无振动，无噪音，而且不需要单独的冷凝器和制冷剂，这种使用热电材料的主动式冷却(activecooling)被认为是一种简单而且环境友好的方法。使用热电材料的主动式冷却的应用领域可以包括无制冷剂的冰箱，空调，各种微型冷却系统等，并且尤其是当热电元件附接到各种存储设备上时，由于同传统冷却方法相比，在减小体积的同时,可以将设备维持在均匀且稳定的温度下，因而设备性能可以得到改善。作为用来测定热电材料性能的要素(factor)，无量纲热电优值(dimensionlessfigureofmerit)(下文称热电优值)ZT值可以由下述等式1来定义。[等式1]ZT=S2σTK]]>这里，S为赛贝尔系数，σ为电导率，T为绝对温度，к为热导率。近来，已经报道了以各种角度来提高热电效率的方法。然而，在大多数情况下，即使被应用到冷却装置中时，也是通过基于相同规格的体型(bulk-type)来制造由P型热电材料和N型热电材料组成的元件，由于P型热电材料和N型热电材料的不同的导电特性，这实际上限制了冷却效率。
技术实现思路
技术问题本专利技术旨在提供一种热电模块，所述热电模块被配置为通过在形成有热电半导体元件的单元胞中，将彼此面对的半导体元件中的一个的体积形成为大于另一个的体积以增强导电特性而具有能够增强冷却效率的结构。技术方案本专利技术一方面提供了一种热电模块,所述热电模块包括至少一个单元胞，所述单元胞具有第一半导体元件和第二半导体元件，所述第一半导体元件和所述第二半导体元件相互电连接，其中，所述第一半导体元件的体积和所述第二半导体元件的体积相互不同。在这种情况下，所述第一半导体元件可以由P型半导体元件形成，所述第二半导体元件可以由N型半导体元件形成，并且提供了一种冷却模块，所述冷却模块通过将所述N型半导体元件的体积形成为相对大于所述P型半导体元件的体积的结构来实现。有益效果根据本专利技术实施例，通过在形成有热电半导体元件的单元胞中，将彼此面对的热电半导体元件中的一个的体积形成为大于另一个的体积，来改善导电特性，从而具有增强冷却效率的效果。尤其是，通过改变N型半导体元件的横截面的直径或者高度使得N型半导体元件的体积形成为大于与所述N型半导体元件面对的P型半导体元件的体积，从而使热电冷却效率得以提高，另外，热电元件的横截面可以形成为具有曲率的圆形或者椭圆形以形成印刷型(printed-type)厚膜，从而具有在生产过程中提高效率的效果。附图说明图1是示出使用热电元件形成热电模块的示例的视图；图2至图13是示出根据本专利技术各种实施例使用热电元件的热电模块的结构的实例的视图；图14到17是示出根据本专利技术的各种实施例的具有特性的实验实例的视图。附图标记101a,101b:基板102a,102b:电极104a,104b:热电元件(半导体元件)110:单元胞(unitcell)具体实施方式下文中，将参照附图详细描述根据本专利技术的配置及操作。在参照附图的描述中，不管附图编号如何，相同的元件用相同的附图标记指示，并将省略重复的描述。虽然术语第一，第二等在本文中被用于描述各种元件，但这些元件并不应当受这些术语的限制。这些术语仅仅用于将一个元件同另一元件区别开来。图1是示出使用热电元件的热电模块的概念视图，图2到13是示出根据本专利技术的实施例的各种热电模块的实现实例的视图。参见图1，通常在使用用于冷却的热电元件的冷却热电模块中，彼此具有不同材料和特性的半导体元件成对设置，成对的半导体元件中的每一个都通过金属电极电连接以形成单元胞110，并且设置有多个单元胞的这样的结构是可以实现的。尤其是,在热电元件形成单元胞的情况下，其一侧可以形成为P型半导体作为第一半导体元件104a和N型半导体作为第二半导体元件104b，第一半导体和第二半导体通过金属电极102a和102b连接在一起，并且形成有多个上述结构，从而通过电路线(circuitlines)121和122来实现帕尔帖效应,电路线121和122通过电极为媒介向半导体元件供给电流。在图1所示的热电模块中，面向彼此的第一半导体元件和第二半导体元件形成单元胞110，并且形成为相同形状和尺寸，但是在这种情况下，P型半导体元件和N型半导体元件之间的导电性的差异成为阻碍因素，其会降低冷却效率。这里，本专利技术中，通过将图1所示的单元胞110中的半导体元件中的一个的体积形成为不同于与之面对的另一半导体元件的体积的方式，来改善冷却性能。大体上，可以通过以下方法来实现将设置在单元胞(unitcell)中的彼此面对的半导体元件的体积形成为不同：将半导体元件的整体形状形成为不同；将一个半导体元件的横截面的直径形成为宽于具有相同高度的另一半导体元件；将具有相同形状的半导体元件中的半导体元件的高度和横截面的直径形成为不同。下述本专利技术的视图及实施例中所示的热电半导体元件的直径的数据形成为实例，但并不局限于此，也可以形成在包含该实例的各种设计范围内。参见图2至图4，图2(a)是示出单元胞的结构的概念视图，图2(b)是图2(b)的俯视图。在根据本专利技术实施例包括如图2中所示的热电元件的单元胞中，具有相同形状和直径(各直径：1.4mm)的半导体元件成对设置，但是第二半导体元件104b的高度T2配置为高于第一半导体元件104a的高度T1，使得各半导体元件的体积形成为不同。在这种情况下，特别地，第二半导体元件104b可以实现为N型半导体元件。特别地，如图所示，在本专利技术的实施例中，不同于传统体本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种热电模块，包括：被配置为彼此面对的基板；以及第一半导体元件和第二半导体元件，所述第一半导体元件和所述第二半导体元件彼此电连接并插入在所述基板之间，其中，所述第一半导体元件和所述第二半导体元件的体积彼此不同。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.06 KR 10-2013-01073841.一种热电模块，包括：
被配置为彼此面对的基板；以及
第一半导体元件和第二半导体元件，所述第一半导体元件和所述第二半
导体元件彼此电连接并插入在所述基板之间，
其中，所述第一半导体元件和所述第二半导体元件的体积彼此不同。
2.根据权利要求1所述的热电模块，其中，所述第一半导体元件和所述第
二半导体元件彼此分离设置。
3.根据权利要求1所述的热电模块，其中，所述第一半导体元件包括P型
半导体元件，所述第二半导体元件包括N型半导体元件。
4.根据权利要求3所述的热电模块，其中，所述第二半导体元件的体积大
于所述第一半导体元件的体积。
5.根据权利要求4所述的热电模块，其中，所述第一半导体元件和所述第
二半导体元件具有相同的水平横截面的形状。
6.根据权利要求5所述的热电模块，其中，所述第一半导体元件和所述第
二半导体元件的水平横截面的形状为圆形或者椭圆形。
7.根据权利要求4所述的热电模块，其中，所述第二半导体元件的水平横
截面的直径大于所述第一半导体元件的水平横截面的直径。
8.根据权利要求7所述的热电模块，其中，所述第一半导体元件和所述第
二半导体元件的水平横截面的半径比在1：1.01至1：1.5的范围内。
9.根据权利要求8所述的热电模块，...
【专利技术属性】
技术研发人员：金相坤，赵容祥，元冨云，李亨仪，
申请(专利权)人：LG伊诺特有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR
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