[发明专利]由薄膜温差电材料制造的单层温差电器件和集成化微型温差电器件

说明书

技术领域

本发明属于温差电技术领域，特别涉及一种由薄膜温差电材料制造的单层温差电器件和集成化微型温差电器件。

背景技术

基于温差电效应制备的温差电器件主要有：1)温差电池；2)温差电制冷器；3)温差电红外探测器；4)温差电测温仪。温差电池是将温差转换为电能的温差电器件，它能够利用各种热能进行发电，尤其在低品质热能利用方面优势显著。温差电池的特点是清洁、无噪音、无有害排放、高效可靠、使用寿命长，是一种绿色、环保的物理电源。温差电制冷器则是将电能转换为热能的温差电器件。温差电制冷器的特点是清洁、无噪音、无有害物质排放、高效可靠、使用寿命长。温差电红外探测器以及温差电测温仪则是利用温差电元件的热一电效应进行红外成像以及温度测试的仪器。

现有的温差电器件的结构，一种是采用冶金或者烧结的方法制造的块体温差电材料制造，由这种块状温差电材料制造的温差电器件的温差沿着块状材料的厚度方向建立，造成温差电器件的体积大，效率低，应用受到很大限制；另一种是采用物理气相沉积或者电化学沉积的方法制造的薄膜结构温差电材料制造，由这种薄膜结构温差电材料制造的温差电器件体积小，实现了温差电器件的微型化，但其温差仍然如块体温差电材料那样沿着薄膜的厚度方向建立，由于薄膜材料的厚度在微米尺度，沿微米尺度的薄膜厚度方向很难建立起大的温差，造成温差电器件的效率低下。

本专利提出了一种全新结构的由薄膜温差电材料制造的单层温差电器件和集成化温差电器件。这种全新结构的温差电器件的最大特点，是其温差沿着温差电材料薄膜的长度方向建立，完全解决了目前所大量采用的沿着温差电材料薄膜的厚度方向建立温差所带来的不足。

发明内容

本发明提出了一种全新结构的由薄膜温差电材料制造的单层温差电器件和集成化微型温差电器件。

本发明的技术方案如下：

本发明的由薄膜温差电材料制造的单层温差电器件，这种单层温差电器件是由P型温差电薄膜材料单体和N型温差电薄膜材料单体之间通过电串联或者电并联而成，温差沿着温差电材料薄膜的长度方向建立，具有导电引出装置。

所述的导电引出装置是左、右极耳结构或者内连极耳结构，外形呈薄膜状：

具有左、右极耳结构的单层温差电器件由绝缘材料层18、P型温差电薄膜材料单体1、N型温差电薄膜材料单体2、单层层内导电体3、左极耳4、右极耳5构成；

具有内连极耳结构的单层温差电器件由绝缘材料层18、P型温差电薄膜材料单体1、N型温差电薄膜材料单体2、单层层内导电体3、有孔极耳13、无孔极耳15、极耳孔14构成；

所述的单层温差电器件中的单层层内导电体3、左极耳4、右极耳5、有孔极耳13以及无孔极耳15或电绝缘材料层18是由单层材料或二层以上的材料层组成；二层以上材料层的材料、尺寸和形状是相同或不同的；

所述的电绝缘材料层18是有机电绝缘材料或者高分子电绝缘材料或者无机电绝缘材料；

单层层内导电体3、左极耳4、右极耳5、有孔极耳13以及无孔极耳15材质？。

由薄膜温差电材料制造的单层温差电器件所集成的集成化微型温差电器件，集成化微型温差电器件是通过将由薄膜温差电材料制造的单层温差电器件通过它们之间的电串联或者电并联而成的内部具有层状结构的集成化温差电器件，其温差沿着温差电材料薄膜的长度方向建立；集成化微型温差电器件的外部结构包括电绝缘导热层6、负极极板8和正极极板9。采用单层结构的导电材料层或者二层以上结构的导电材料层的负极极板8和正极极板9的位置设置在集成化微型温差电器件的一个面或二面上，负极极板8和正极极板9的局部可用电绝缘材料覆盖。

所述的集成化微型温差电器件设置有外封装层19，电绝缘导热层6的表面设置有硬质外壳7。

所述的集成化微型温差电器件内部的单层温差电器件通过各层之间的电串联或者电并联形成集合体：

对由具有左、右极耳结构的单层温差电器件形成的集合体中，相邻的二个单层温差电器件之间是通过位于极耳端面的极耳端面导电连接层10相互连接在一起以实现集合体中各单层温差电器件之间的电串联或者电并联；

对由具有内连极耳结构的单层温差电器件形成的集合体中，各单层温差电器件内部的有孔极耳13和无孔极耳15的位置基本相同，集合体中相邻的二个单层温差电器件之间是通过位于极耳孔内的极耳孔内导电连接层16相互连接在一起以实现集合体中各单层温差电器件之间的电串联或者电并联；

集合体中的各单层温差电器件之间通过电绝缘连接层17结合在一起。