The square-column thermoelectric and PN junction nano-photoelectric integrated generator in the radio frequency transceiver of the present invention has a substrate of N-type silicon wafer and is made of velvet, alumina film, photoelectric P-type doping region, photoelectric N-type doping region, SiO2 isolation layer and photoelectric electrode. The photoelectric electrode is connected as shown in Fig. 2, and the first silicon nitride isolation layer is prepared. It is used to isolate thermoelectric optoelectronics. The basic structure of the thermoelectric generator is a thermocouple. The thermocouple of the invention adopts a vertical square column structure, which is composed of several P-type polycrystalline silicon nanowire clusters and N-type polycrystalline silicon nanowire clusters. A metal Ti/Au layer is sputtered as the electrode of the thermopile, and the thermopile structure is obtained by series connection. The thermal conductivity of silicon nanometer used in this generator is far lower than that of traditional bulk materials. It can maintain electronic transport and restrain heat transfer. The excellent photoelectric characteristics and anti-reflection effect can greatly improve the efficiency of thermoelectric photoelectricity. The low internal resistance square cylinder structure can achieve a certain amount of power output together.
【技术实现步骤摘要】
射频收发机中方柱型热电与PN结纳米光电集成发电机
本专利技术提出了一种射频收发机中方柱型热电与PN结纳米光电集成发电机,属于微电子机械系统(MEMS)的
技术介绍
随着无线通讯技术的应用的多样化,射频组件的硬件集成和持续不断的能源供给对于物联网的发展扮演着关键的角色。目前,射频收发组件中面临的问题技术包括了供电问题和散热问题,射频收发组件中发射部分有着高达80%的功率以热的形式耗散到了环境中,而常用的供电技术则是沿用多年的锂电池。由于锂电池容量有限且不易更换的特点,能量收集技术正在成为当下研究的热点之一,其中,热电、光电等能力收集技术尤为引人瞩目。采用长条型热电与PN结纳米光电集成发电机,采用的硅纳米的热导率远低于传统体材料,可以实现一边维持电子运输,一边抑制热量输送,从而极大的提高了热电发电效率,在热电发电实用化上具有重要意义。通过对射频收发机工作时产生的热耗损功率进行回收,然后通过DC-DC升压稳压电路储存到电池中,可以为无线传感网系统中的低功耗设备进行供电。此外,太阳能电池采用的光电能量转换也是一种高效的绿色能源收集技术,能够解决能源衰竭和环境污染等问题。
技术实现思路
技术问题:本专利技术的目的是提供一种射频收发机中方柱型热电与PN结纳米光电集成发电机,光电池部分采用PN结纳米结构,热电能量收集则采用方柱型,同时集成热电光电可对环境中的热能和光能进行多能源利用,在复杂野外环境下,两种收集方式也可以互为补充,协同供电。技术方案:为解决上述技术问题,本专利技术提出了一种射频收发机中方柱型热电与PN结纳米光电集成发电机。该结构主要包括光电池部分和热 ...
【技术保护点】
1.一种射频收发机中方柱型热电与PN结纳米光电集成发电机,其特征是:该微纳发电机由制作于同一N型硅衬底(1)上的光电池和热电发电机两个部分构成,中间隔有第一氮化硅隔离层(8),光电部分制作有绒面(2),氧化铝膜(3),光电P型掺杂区(4),光电N型掺杂区(5),SiO2隔离层(6),光电电极(7);热电发电机部分包括热电堆的下电极(9),热电堆的P型臂(10),热电堆的N型臂(11),热电堆的上电极(12),第二氮化硅隔离层(13),散热板(14);其中,背面区域光电P型掺杂区(4)和光电N型掺杂区(5)及其电极(7)相互交错,电极呈叉指形状排列;热电堆的P型臂(10)和热电堆的N型臂(11)中的多晶硅纳米线簇含有的纳米线数量为50‑200,多晶硅纳米线由深紫外光刻形成,直径为1‑100nm,高度为2‑10um;热电堆电极(12)材料为金,金属板(14)材料为铝;采用的纳米硅薄膜的热导率远低于传统体材料,可以实现一边维持电子运输,一边抑制热量输送,从而极大的提高了热电发电效率。
【技术特征摘要】
1.一种射频收发机中方柱型热电与PN结纳米光电集成发电机,其特征是:该微纳发电机由制作于同一N型硅衬底(1)上的光电池和热电发电机两个部分构成,中间隔有第一氮化硅隔离层(8),光电部分制作有绒面(2),氧化铝膜(3),光电P型掺杂区(4),光电N型掺杂区(5),SiO2隔离层(6),光电电极(7);热电发电机部分包括热电堆的下电极(9),热电堆的P型臂(10),热电堆的N型臂(11),热电堆的上电极(12),第二氮化硅隔离层(13),散热板(14);其中,背面区域光电P型掺杂区(4)和光电N型掺杂区(5)及其电极(7)相互交错,电极呈叉指形状排列;热电堆的P型臂(10)和热电堆的N型臂(11)中的多晶硅纳米线簇含有的纳米线数量为50-200,多晶硅纳米线由深紫外光...
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