热电装置制造方法及图纸

根据本实用新型专利技术的一个实施例的热电装置被披露。所述热电装置包括多个上电极和多个下电极以及N型热电材料和P型热电材料，所述N型热电材料和P型热电材料电连接，交替地设置在上电极和下电极之间，并且倾斜地设置在下电极上。

Thermoelectric device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热电装置
本技术涉及热电装置，更具体地，涉及柔性热电装置。
技术介绍
热电转换是指热能与电能之间的能量转换。珀尔帖效应(Peltiereffect)是电流施加于热电材料时在热电材料的两端之间产生温度梯度的效应，并且塞贝克效应(Seebeckeffect)是通过热电材料的两端之间的温度差发电的效应。当利用珀尔帖效应时，可以形成不需要制冷剂的各种冷却系统。利用珀尔帖效应的冷却系统可以有效地解决用常规的冷却系统(手动冷却系统和制冷剂气体压缩系统)难以解决的加热问题。此外，热电冷却技术是一种环保的冷却技术，在该冷却技术中不使用引起环境问题的制冷剂气体，并且当开发高效热电冷却材料以提高热电冷却效率时，热电冷却技术的应用范围可以扩展到诸如冰箱和空调的一般的冷却系统。另一方面，当利用塞贝克效应时，由计算机、车辆发动机、工业工厂等产生的热可以被转换成电能。利用塞贝克效应的热电发电可以应用于可再生能源。近来，随着对新能源开发、废能回收、环境保护等的关注提高，对热电装置的关注也提高。此外，对聚合物热电材料或柔性热电材料的关注越来越高，为了将热电装置用作大型热电装置或可穿戴热电装置。与无机热电材料等相比时，聚合物热电材料或柔性热电材料的优点在于无毒材料、低成本，能够容易地形成大尺寸的热电装置，但是热电转换效率可能较低。另外，应用块型热电材料的柔性材料由于弯曲具有难以高度集成以及可靠性低的问题。另外，应用薄的热电材料的柔性材料在薄的热电材料被模块化时具有低的热电转换效率和柔性损失的问题。
技术实现思路
技术问题本技术旨在提供一种具有高热电转换效率的柔性热电装置及其制造方法。技术方案本技术的一个方面提供一种热电装置，所述热电装置包括多个上电极和多个下电极以及N型热电材料和P型热电材料，所述N型热电材料和所述P型热电材料电连接，交替地设置在上电极和下电极之间，并且倾斜地设置在下电极上。N型热电材料和P型热电材料中的每一者与下电极之间的角度可以是45°或更大。N型热电材料和所述P型热电材料可以相对于下电极具有不同的倾角。N型热电材料和P型热电材料可以相对于与上电极和下电极垂直的方向对称。热电装置可还包括设置在N型热电材料和P型热电材料之间的支撑层。支撑层可以包括聚酰亚胺。热电装置可以还包括绝缘层，所述绝缘层设置在支撑层上并且设置在多个上电极之间。绝缘层可以连接多个上电极并且可以是柔性的。本技术的另一方面提供一种热电装置的制造方法，所述方法包括：在基板上形成牺牲层；在牺牲层上形成下电极；形成支撑层，所述支撑层设置为支撑N型热电材料和P型热电材料，所述N型热电材料和所述P型热电材料交替地设置并倾斜地设置在下电极上使得所述N型热电材料和所述P型热电材料形成在下电极上；将N型热电材料和P型热电材料沉积在支撑层上；移除基板；以及连接多个上电极从而将N型热电材料和P型热电材料电连接。支撑层的形成可以包括：将模具放置在下电极上；以及将聚酰亚胺注入到模具中。N型热电材料和P型热电材料的沉积可以包括荫罩工艺和光刻工艺中的任一者。有益效果如上所述，由于热电材料中的载流子的路径平行于晶界，因此电导率可以增加。另外，由于电极之间的距离加宽，因此传热路径增加，导热率的增加由于传热路径的增加而被抵消，因此热电装置的电极之间的温差可增加。因此，可以提供热电性能指标(ZT)改善的热电装置。另外，通过使用柔性电极和设置为支撑热电材料的柔性支撑层，可以针对热电装置的柔性改善热电装置的可靠性。另外，热电材料可以制成薄膜型，并因此可以高度集成。附图说明图1是示出根据本技术的一个实施例的热电装置的剖视图。图2是示出根据本技术的一个实施例的热电装置的俯视图。图3是示出根据本技术的一个实施例的热电装置的仰视图。图4至图10是示出热电装置的剖视图，其用于说明按顺序制造根据本技术的一个实施例的热电装置的方法。具体实施方式虽然可以以各种方式修改本技术并采用各种替代形式，但是在附图中示出并在下面详细描述了其具体实施例。然而，应该理解的是，本技术不旨在将本技术限制为所公开的特定形式，相反，本技术将覆盖落入本技术的精神和范围内的所有修改、等同形式和替代方案。应该理解，虽然术语“第一”、“第二”等可以在这里用来描述各种元件，但是这些元件不应该受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。例如，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件，而不背离本技术的范围。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何一个和所有组合。应该理解的是，当元件被称为“连接”或“耦接”到另一元件时，该元件可以直接连接或耦接到另一元件，或者可以存在居间元件。相反，当元件被称为“直接连接”或“直接耦接”到另一元件时，不存在居间元件。本文中使用的术语仅为了描述特定实施例，并非旨在限制本技术。如本文中所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“所述”旨在还包括复数形式，除非上下文明确指示并非如此。应该进一步理解的是，术语“包括”、“包含”和/或“含有”当在本文中使用时指定所述的特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合的存在，但并不排除存在或追加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。除非另有说明，所有术语(包括本文中使用的所有技术术语和科技术语)具有与本技术所属的
的普通技术人员通常理解的意思相同的意思。将进一步理解的是，诸如在通用字典中定义的那些术语应该被解释为具有与其在相关领域的上下文中的意思一致的意思，并且不会被理解为理想化或过于正式的意义，除非在此明确地这样定义。以下将参照附图更详细地说明本技术的示例实施例。无论附图编号如何，相同或相应的部件都被赋予相同的附图标记，并且省略多余的说明。图1是示出根据本技术的一个实施例的热电装置的剖视图，图2是示出根据本技术的一个实施例的热电装置的俯视图，图3是图示根据本技术的一个实施例的热电装置的仰视图。参照图1，根据本技术的一个实施例的热电装置包括下电极10、支撑层11、N型热电材料12、P型热电材料13、上电极14以及绝缘层15。当电流供应给热电装置时，从一个电极产生电子(e-)和作为载流子的空穴(h+)，并且N型热电材料的情况下电子移动或P型热电材料的情况下空穴移动以传递热量，并在另一个电极处重新结合。在产生载流子的电极和与电极相邻的基板处发生主动冷却，并且在载流子重新结合的电极和与电极相邻的基板处发生散热。这些部分可以称为冷侧和热侧，并且形成热电装置的两个表面。另外，热电装置的热电性能指标ZT由下式1定义。[式1]在此，α是塞贝克系数，σ是电导率，T是绝对温度，K是导热率。参照式1，为了增大热电性能指标ZT，需要增大塞贝克系数α和电导率σ，并且需要降低热导率K。下电极10可以设置在热电装置的下部并且电连接到N型热电材料12和P型热电材料13。另外，多个下电极10可以交替地设置。另外，下电极10可以设置成彼此隔开规定距离。支撑层11可以设置在耦合到上电极14的N型热电材料12和P型热电材料13之间，并且支撑N型热电材料12和P型热电材料13。另外，支撑层11可以设置在下电极10和绝缘层15之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热电装置，包括：多个上电极和多个下电极；以及N型热电材料和P型热电材料，所述N型热电材料和所述P型热电材料电连接并交替地插设在所述上电极和所述下电极之间，其中，所述N型热电材料和所述P型热电材料倾斜地设置在所述下电极上，其特征在于，所述热电装置还包括插设在所述N型热电材料和所述P型热电材料之间的支撑层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.04 KR 10-2016-00265931.一种热电装置，包括：多个上电极和多个下电极；以及N型热电材料和P型热电材料，所述N型热电材料和所述P型热电材料电连接并交替地插设在所述上电极和所述下电极之间，其中，所述N型热电材料和所述P型热电材料倾斜地设置在所述下电极上，其特征在于，所述热电装置还包括插设在所述N型热电材料和所述P型热电材料之间的支撑层。2.根据权利要求1所述的热电装置，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：金兑熙，
申请(专利权)人：LG伊诺特有限公司，
类型：新型
国别省市：韩国,KR