一种基于薄膜集成晶粒的中高温半导体热电转换模块制造技术

本发明专利技术公开了一种可在中高温条件下使用半导体实现热电直接转换的半导体热电转换模块，其结构包括导热基板，导流片，薄膜集成晶粒，晶粒定位器以及绝热填充介质等。本发明专利技术各部件材料选择、结构设计和加工工艺中兼顾了热电转换效率、温度有效传递、耐冷热冲击性能、中高温运行可靠性等需求。经实践证明，本半导体热电转换模块在中高温条件下可实现高效率的热电直接转换，且能在温度大幅度升降过程中保证稳定运行。证稳定运行。证稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种基于薄膜集成晶粒的中高温半导体热电转换模块


[0001]本专利技术涉及半导体发电
，具体涉及一种基于薄膜集成晶粒的中高温半导体热电转换模块。

技术介绍

[0002]半导体热电转换模块可以实现热能和电能之间静态的直接相互转换。在我们的现代生活中，大到工业生产、交通运输，小到日常生活，每天都在消耗着大量的能量，然而这些能量并没有得到充分的利用。在能量的利用过程中，总有一部分能量未能得到利用，而是转化为热能散失掉了。应半导体热电转换模块进行热电转换可以利用这部分能量。
[0003]例如，技术(CN201584931U)公开了一种回收工业中小型设备余热发电的低温半导体发电装置。包括集热装置、热电发电器及散热冷却系统组成，其特征在于：热电发电器采用了多个高性能的P/N型碲化铋基热电转换元件，为长方形的薄片结构，多个热电转换元件进行了串联连接，在顶部和底部各放置一块陶瓷片并夹紧，顶部陶瓷片上黏附一片导热硅胶片，各热电转换元件间通过铝电极进行连接，连接好的热电转换元件矩阵中填充多孔聚合物密封。本技术的优点是可以回收热源温度在100℃附近的中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于薄膜集成晶粒的中高温半导体热电转换模块，其特征在于，具备：导热基板(1)、导流片(2)、薄膜集成晶粒(3)、晶粒定位器(4)和绝热填充介质(5)；其中所述导热基板(1)具备：外侧的外部弹性导热层(1
‑
1)、内侧的陶瓷基板(1
‑
2)；所述导流片(2)位于导热基板(1)内侧，由外到内依次为：金属基片(2
‑
1)、内部弹性导热层(2
‑
2)、金属沉积层A(2
‑
3)；所述薄膜集成晶粒(3)位于导流片(2)内侧，具备：半导体薄膜(3
‑
1)、绝缘介质层(3
‑
2)、减辐射涂层(3
‑
3)和金属沉积层B(3
‑
4)；所述导流片(2)的金属沉积层A(2
‑
3)与所述薄膜集成晶粒(3)的金属沉积层B(3
‑
4)相对应且接触，使用瞬间扩散焊工艺完成金属沉积层A(2
‑
3)与金属沉积层B(3
‑
4)的连接；所述晶粒定位器(4)为薄膜集成晶粒(3)水平方向提供定位；所述绝热填充介质(5)用于填充模块内部所有空隙，实现对内部结构的保护和定位。2.根据权利要求1所述的基于薄膜集成晶粒的中高温半导体热电转换模块，其特征在于，所述外部弹性导热层(1
‑
1)材料为石墨烯或者碳纳米管，厚度为10微米，内侧的陶瓷基板(1
‑
2)材料为氮化铝陶瓷、氧化铝陶瓷或氮化硅陶瓷。3.根据权利要求2所述的基于薄膜集成晶粒的中高温半导体热电转换模块，其特征在于，所述外部弹性导热层(1
‑
1)厚度为10微米，内侧的陶瓷基板(1
‑
2)厚度为300微米，外形尺寸为60
×
60毫米。4.根据权利要求1所述的基于薄膜集成晶粒的中高温半导体热电转换模块，其特征在于，所述金属基片(2
‑
1)材料为铜、不锈钢、铁、铝或者合金；所述内部弹性导热层(2
‑
2)材料为石墨烯或者碳纳米管；所述金属沉积层A(2
‑
3)材料为金或铂。5.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇子铖，袁德文，闫晓，孙桂铖，张友佳，徐建军，乔红威，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：