【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体制冷，特别涉及一种低温半导体复合制冷系统。
技术介绍
1、热电制冷技术是利用帕尔贴(peltier)效应的一种制冷方法，帕尔贴效应的基本原理是在外电场作用下半导体材料中载流子由制冷端向发热端迁移，将热量从制冷端带到发热端而实现制冷。从目前研究来看，热电制冷器件的基本结构单元一般是由金属将n型和p型热电偶臂串联成π型结构，这种传统的制冷器件一般表现为热端发热冷端制冷。热电制冷具有体积小、可靠性高、绿色无污染等优势，广泛应用于太空探索、医疗、军事及日常生活等诸多领域。
2、目前，基于帕尔贴效应的热电制冷器件的设计以及应用的研究工作得到了科研人员很大的重视。从目前的研究来看，对于热电制冷器件的研究主要集中在提高半导体制冷材料的优质系数、以及利用外在设施增大热端散热量等方面，但是热电制冷器件依然存在制冷性能不足的问题。如何提高热电制冷性能一直是研究的重点方向。
技术实现思路
1、本专利技术旨在克服现有技术存在的缺陷，本专利技术采用以下技术方案：
2、本专利技术提供了一种低温半导体复合制冷系统。该低温半导体复合制冷系统包括：
3、冷端，第一电极，p型复合热电元件，n型复合热电元件，第二电极，第三电极，热端，热沉；
4、所述第一电极设置在所述冷端下表面；
5、所述p型复合热电元件设置在所述第一电极的下表面，并与所述第一电极连接，所述p型复合热电元件中设置有超导材料层；
6、所述n型复合热电元件，设置在所
7、所述第二电极设置在所述p型复合热电元件的下表面，并与所述p型复合热电元件连接；
8、所述第三电极设置在所述n型复合热电元件的下表面，并与所述n型复合热电元件连接；
9、所述热端，其上表面设置有第二电极和第三电极，所述热端与所述冷端之间具有温差；
10、所述热沉设置在所述热端的下表面上。
11、在一些实施例中，所述p型复合热电元件包括：依次设置的第一p型热电材料层，第一超导材料层，第二p型热电材料层；
12、所述n型复合热电元件包括：依次设置的第一n型热电材料层，第二超导材料层，第二n型热电材料层。
13、在一些实施例中，所述第一p型热电材料层，第一超导材料层，第二p型热电材料层形成为“工”字形结构；
14、所述第一n型热电材料层，第二超导材料层，第二n型热电材料层形成为“工”字形结构。
15、在一些实施例中，所述p型复合热电元件包括：依次设置的第一p型热电材料层，第一超导材料层，第二p型热电材料层；所述第一p型热电材料层，第一超导材料层，第二p型热电材料层形成为“工”字形结构；所述n型复合热电元件都采用超导材料层。
16、在一些实施例中，所述超导材料层为高温超导材料钇钡铜氧，其超导转变温度介于120k-80k，所述热沉工作在液氮温区。
17、在一些实施例中，所述超导材料层为中低温超导材料二硼化镁、铁基超导、铌锡超导合金中的一种或多种，其超导转变温度介于50k-4k，所述热沉工作在液氢至液氦温区温区。
18、在一些实施例中，所述第二电极和第三电极分开间隔设置。
19、在一些实施例中，所述p型复合热电元件和n型复合热电元件为多个，且交替间隔设置。
20、在一些实施例中，所述p型复合热电元件和n型复合热电元件沿竖直方向的高度一致，且两者的横截面形状和大小均相等。
21、在一些实施例中，所述p型复合热电元件和n型复合热电元件的横截面为矩形或者圆形。
22、本专利技术的技术效果：本专利技术公开的低温半导体复合制冷系统通过在p型复合热电元件和n型复合热电元件中设置超导材料层，改进了电臂结构，将高导电低热导超导材料放置在热电材料中间，形成“电极-热电材料-超导材料-热电材料-电极”结构，显著提高了优值系数，提高了低温半导体复合制冷系统的性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种低温半导体复合制冷系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的低温半导体复合制冷系统，其特征在于，所述P型复合热电元件包括：依次设置的第一P型热电材料层，第一超导材料层，第二P型热电材料层；
3.根据权利要求2所述的低温半导体复合制冷系统，其特征在于，所述第一P型热电材料层，第一超导材料层，第二P型热电材料层形成为“工”字形结构；
4.根据权利要求1所述的低温半导体复合制冷系统，其特征在于，所述P型复合热电元件包括：依次设置的第一P型热电材料层，第一超导材料层，第二P型热电材料层；
5.根据权利要求1所述的低温半导体复合制冷系统，其特征在于，所述超导材料层为高温超导材料钇钡铜氧，其超导转变温度介于120K-80K，所述热沉工作在液氮温区。
6.根据权利要求1所述的低温半导体复合制冷系统，其特征在于，所述超导材料层为中低温超导材料二硼化镁、铁基超导、铌锡超导合金中的一种或多种，其超导转变温度介于50K-4K，所述热沉工作在液氢至液氦温区温区。
7.根据权利要求1所述的低温半导体复合制冷系统，其特征
8.根据权利要求1所述的低温半导体复合制冷系统，其特征在于，所述P型复合热电元件和N型复合热电元件为多个，且交替间隔设置。
9.根据权利要求1所述的低温半导体复合制冷系统，其特征在于，所述P型复合热电元件和N型复合热电元件沿竖直方向的高度一致，且两者的横截面形状和大小均相等。
10.根据权利要求9所述的低温半导体复合制冷系统，其特征在于，所述P型复合热电元件和N型复合热电元件的横截面为矩形或者圆形。
...【技术特征摘要】
1.一种低温半导体复合制冷系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的低温半导体复合制冷系统，其特征在于，所述p型复合热电元件包括：依次设置的第一p型热电材料层，第一超导材料层，第二p型热电材料层；
3.根据权利要求2所述的低温半导体复合制冷系统，其特征在于，所述第一p型热电材料层，第一超导材料层，第二p型热电材料层形成为“工”字形结构；
4.根据权利要求1所述的低温半导体复合制冷系统，其特征在于，所述p型复合热电元件包括：依次设置的第一p型热电材料层，第一超导材料层，第二p型热电材料层；
5.根据权利要求1所述的低温半导体复合制冷系统，其特征在于，所述超导材料层为高温超导材料钇钡铜氧，其超导转变温度介于120k-80k，所述热沉工作在液氮温区。
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗二仓，王亚男，周敏，李来风，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。