柔性热电发生器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种柔性热电发生器，其包括柔性连接体，柔性连接体内包括若干N型热电材料体及P型热电材料体；N型热电材料体的一端通过第一导电连接层与所述N型热电材料体一侧相邻P型热电材料体的一端电连接，N型热电材料体的另一端通过第二导电连接层与所述N型热电材料体另一侧相邻P型热电材料体的另一端电连接；N型热电材料体与P型热电材料体通过第一导电连接层及第二导电连接层串接成热电材料体，热电材料体内填充有柔性绝缘保护体；柔性连接体上覆盖有第一绝缘保护层及第二绝缘保护层。本实用新型专利技术结构紧凑，工艺简单方便，制造成本低，发电效率高，可进行适度的弯曲，大大扩展了热电发生器的适应范围，安全可靠。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种热电发生器，尤其是一种柔性热电发生器，属于热电发生器的

技术介绍
由于便携式电子产品日益增长的微型化趋势，推动了小型化电源的研究和发展。热电发生器作为一种自给自足的能源，它根据Seebeck效应能将热能直接转换为电能,在适合的温度下能保持实际上的无限的有效寿命，这使其作为一种能源领域的高新技术成为国际研究的热点之一。热电发生器一般由三部分组成热源、热沉和热电堆。热电堆是由一系列串联的能够将热能转换成电能的热电对组成(图示2)。热电对由不同类型的N/P型热电材料组成，当其两端，即热源端和热沉端，出现温度梯度时，其两端可产生电势差，如图示I中所示。热电器件的主要工作原理是基于Seebeck效应。Seebeck效应是德国物理学家Seebeck发现的一种热电现象。当在金属导体或者半导体结构上加上温度差Λ T时，会伴随产生电压AU。并且开路电压线性地正比于温差「 IAt/a, =^7其中，as称作Seebeck系数，也可称为热电功率。如果热电偶的两种构成材料的Seebeck系数分别为a b，则热电偶的Seebeck系数定义为a ab = a a+ab当η对热电偶串联时，总的开路输出电压可表示为AUn:Δ Un=n · ( a ab · Δ T)根据Seebeck效应而制作的热电发生器,其效率可由热电品质因数Z来表征 (V1-CTZ=-^- K其中，σ是电导率，K是热导率，品质因数Z表示可用在热电发生器中的热电材料的热和电属性。传统热电发生器，多采用热电材料的长方体状颗粒，然后按热电堆的形式，将Ν/Ρ不同的颗粒黏贴到陶瓷导热板上，其采用的颗粒可以达到lmm2*2mm或者更小的截面，更高的纵横比。但其应用范围，受到陶瓷等材料特性的限制，无法应用到管道等，需要有一定弯曲的地方。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种柔性热电发生器，其结构紧凑，工艺简单方便，制造成本低，发电效率高，可进行适度的弯曲，大大扩展了热电发生器的适应范围，安全可靠。按照本技术提供的技术方案，所述柔性热电发生器，包括柔性连接体，所述柔性连接体内包括若干N型热电材料体及P型热电材料体，所述N型热电材料体与P型热电材料体交替分布；N型热电材料体的一端通过第一导电连接层与所述N型热电材料体一侧相邻P型热电材料体的一端电连接，N型热电材料体的另一端通过第二导电连接层与所述N型热电材料体另一侧相邻P型热电材料体的另一端电连接；N型热电材料体与P型热电材料体通过第一导电连接层及第二导电连接层串接成包括若干热电对的热电材料体，所述热电材料体内填充有柔性绝缘保护体；柔性连接体上覆盖有第一绝缘保护层及第二绝缘保护层，所述第一绝缘保护层与第二绝缘保护层分别覆盖柔性连接体相对应的两个表面。所述第一绝缘保护层覆盖柔性连接体对应设置第一导电连接层的表面，第一绝缘保护层与第一导电连接层相接触；第二绝缘保护层覆盖柔性连接体对应设置第二导电连接层的表面，第二绝缘保护层与第二导电连接层相接触。所述第二绝缘保护层上设有第一连接电极及第二连接电极，所述第一连接电极及第二连接电极与第二导电连接层电连接，且第一连接电极、第二连接电极与第二导电连接层为同一制造层。 本技术的优点通过刻蚀法制作的热电发生器，N型热电材料体、P型热电材料体采用传统的长方体结构颗粒，通过柔性绝缘保护体连接在一起，形成分立布局的结构，可产生一定的弯曲而不损坏，增加了其应用范围。柔性连接体上覆盖了超薄的第一绝缘保护层及第二绝缘保护层，提高了热电传输能力，具有较高的热电转化效率，工艺步骤简单，制造成本低，结构简单紧凑，安全可靠。附图说明图1为现有热电发生器的原理示意图。图2为形成热电对后的连接示意图。图3为本技术的结构示意图。图4为本技术的柔性热电发生器弯曲时的示意图。图5为本技术第一绝缘保护层与第一导电连接层分布配合的结构示意图。图6为本技术第二绝缘保护层与第二导电连接层分布配合的结构示意图。图7为本技术柔性热电发生器的剖视图。图8 图14为本技术制备柔性热电发生器的具体实施工艺剖视图，其中图8为在导电基底上通过感光法进行曝光显影得到掩膜层时的剖视图。图9为本技术在第一导电衬底上得到第一掩膜层后的剖视图。图10为本技术将N型热电材料体、P型热电材料体与第一导电衬底及第二导电衬底焊接固定后的剖视图。图11为本技术灌封柔性绝缘材料得到柔性绝缘保护体后的剖视图。图12为本技术得到第一导电连接层及第二导电连接层后的剖视图。图13为本技术去除第一掩膜层及第二掩膜层后形成柔性连接体的剖视图。图14为本技术在柔性连接体上覆盖第一绝缘保护层及第二绝缘保护层后的首1J视图。附图标记说明1_热电对、101-第一绝缘保护层、102-第二绝缘保护层、200-导电基底、201-第一连接电极、202-第二连接电极、203-第一导电连接层、204-第二导电连接层、210-第一导电衬底、220-第二导电衬底、300-柔性连接体、310-柔性绝缘保护体、401-N型热电材料体、402-P型热电材料体、501-线路遮光部位、502-线路透光部位、600-感光材料层、601-第一掩膜层、602-第二掩膜层及700-曝光光线。具体实施方式下面结合具体附图和实施例对本技术作进一步说明。如图3和图7所示为了能够扩大柔性热电发生器的适用范围，降低制造成本，本技术包括柔性连接体300，所述柔性连接体300内包括若干N型热电材料体401及P型热电材料体402，所述N型热电材料体401与P型热电材料体402交替分布；N型热电材料体401的一端通过第一导电连接层203与所述N型热电材料体401 —侧相邻P型热电材料体402的一端电连接，N型热电材料体401的另一端通过第二导电连接层204与所述N型热电材料体401另一侧相邻P型热电材料体402的另一端电连接；N型热电材料体401与P型热电材料体402通过第一导电连接层203及第二导电连接层204串接成包括若干热电对I的热电材料体，所述热电材料体内填充有柔性绝缘保护体310 ;柔性连接体300上覆盖有第一绝缘保护层101及第二绝缘保护层102，所述第一绝缘保护层101与第二绝缘保护层102分别覆盖柔性连接体300相对应的两个表面。所述第一绝缘保护 层101覆盖柔性连接体300对应设置第一导电连接层203的表面，第一绝缘保护层101与第一导电连接层203相接触；第二绝缘保护层102覆盖柔性连接体300对应设置第二导电连接层204的表面，第二绝缘保护层102与第二导电连接层204相接触。所述第一连接电极201及第二连接电极202，为第二导电连接层204的外露部位，同时也是柔性连接体300的外露部位。所述第一导电连接层203及第二导电连接层204的厚度为30 μ m，第一绝缘保护层101及第二绝缘保护层102的厚度为25 50 μ m。如图4所示由于柔性连接体300具有柔性，因此整个柔性热电发生器具备一定的弯曲角度，能够适应管道等环境，扩大了适应范围。第二绝缘保护层102上的第一连接电极201及第二连接电极202作为第二导电连接层204的外露部位，能够将整个热电材料体与外部连接，即能够将产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性热电发生器，其特征是：包括柔性连接体（300），所述柔性连接体（300）内包括若干N型热电材料体（401）及P型热电材料体（402），所述N型热电材料体（401）与P型热电材料体（402）交替分布；N型热电材料体（401）的一端通过第一导电连接层（203）与所述N型热电材料体（401）一侧相邻P型热电材料体（402）的一端电连接，N型热电材料体（401）的另一端通过第二导电连接层（204）与所述N型热电材料体（401）另一侧相邻P型热电材料体（402）的另一端电连接；N型热电材料体（401）与P型热电材料体（402）通过第一导电连接层（203）及第二导电连接层（204）串接成包括若干热电对（1）的热电材料体，所述热电材料体内填充有柔性绝缘保护体（310）；柔性连接体（300）上覆盖有第一绝缘保护层（101）及第二绝缘保护层（102），所述第一绝缘保护层（101）与第二绝缘保护层（102）分别覆盖柔性连接体（300）相对应的两个表面。

【技术特征摘要】
1.一种柔性热电发生器，其特征是包括柔性连接体(300)，所述柔性连接体(300)内包括若干N型热电材料体(401)及P型热电材料体(402)，所述N型热电材料体(401)与P 型热电材料体(402)交替分布；N型热电材料体(401)的一端通过第一导电连接层(203)与所述N型热电材料体(401) —侧相邻P型热电材料体(402)的一端电连接，N型热电材料体 (401)的另一端通过第二导电连接层(204)与所述N型热电材料体(401)另一侧相邻P型热电材料体(402)的另一端电连接；N型热电材料体(401)与P型热电材料体(402)通过第一导电连接层(203 )及第二导电连接层(204)串接成包括若干热电对(I)的热电材料体，所述热电材料体内填充有柔性绝缘保护体(310);柔性连接体(300 )上覆盖有第一绝缘保护层 (101)及第二绝缘保护层(102...

【专利技术属性】
技术研发人员：王润兰，吴庆，曹二林，陈岚，
申请(专利权)人：江苏物联网研究发展中心，
类型：实用新型
国别省市：