[发明专利]一种热电模块及其制备方法

权利要求书

1.一种热电模块，包括：

连续的柔性热电薄膜，其内具有呈现P型材料特性的多个P型平面区域和呈现N型材料特性的多个N型平面区域，所述多个P型平面区域和所述多个N型平面区域沿所述柔性热电薄膜的延伸方向连续且交替分布；其中，所述柔性热电薄膜沿所述延伸方向以基本上为“W”状的折叠形式形成一紧凑的结构，或所述柔性热电薄膜沿所述延伸方向以同一方向卷绕的折叠形式形成一紧凑的结构，并使得任一对相邻的P型平面区域和N型平面区域相互面对，从而形成对应的P-N结单元；以及

绝缘隔膜，设置在每一P-N结单元中的相互面对的P型平面区域和N型平面区域之间。

2.根据权利要求1所述的热电模块，其特征在于，每一所述P型平面区域和每一所述N型平面区域具有基本相同的面积和形状，以使得所述柔性热电薄膜的相邻P型平面区域和N型平面区域能基本上相互重叠，并且使所述紧凑的结构的主表面的面积为每一所述N型平面区域或P型平面区域的面积。

3.根据权利要求2所述的热电模块，其特征在于，所述绝缘隔膜具有与所述P型平面区域和所述N型平面区域基本相同的面积和形状。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的热电模块，其特征在于，所述绝缘隔膜是柔性的。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的热电模块，其特征在于，所述绝缘隔膜是隔热的。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的热电模块，其特征在于，还包括用于传输电信号的两个电极，所述两个电极分别位于所述柔性热电薄膜沿其延伸方向的两端，且由所述两端延伸出的部分组成；可选地，所述两个电极为所述柔性热电薄膜沿其延伸方向两端引出的外电极，所述外电极为柔性的或非柔性的。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的热电模块，其特征在于，所述柔性热电薄膜是在一柔性基础薄膜上进行局部改性来形成所述P型平面区域和/或所述N型平面区域的；可选地，所述柔性基础薄膜为连续碳纳米管网络、碳纳米管薄膜，石墨烯薄膜、二维有机导电网络或二维有机导电薄膜、二维超薄无机导电网络或二维超薄无机导电薄膜。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的热电模块，其特征在于，所述绝缘隔膜的材料选自聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚二甲基硅氧烷薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚醋酸乙烯酯薄膜中的一种或多种；或者

所述绝缘隔膜为带有绝缘层的薄膜，可选地，所述绝缘层的材料为Si₃N₄或SiO₂。

9.一种热电模块的制备方法，包括：

提供一处于展开状态的柔性基础薄膜，其具有上表面以及与所述上表面相对的下表面；

在所述柔性基础薄膜内形成具有呈现P型材料特性的多个P型平面区域和呈现N型材料特性的多个N型平面区域以构成柔性热电薄膜，所述多个P型平面区域和所述多个N型平面区域沿所述柔性热电薄膜的延伸方向连续且交替分布；

在处于所述展开状态的所述柔性热电薄膜的所述上表面和所述下表面分别覆盖对应的第一绝缘隔膜和第二绝缘隔膜；可选地，所述第一绝缘隔膜和第二绝缘隔膜是柔性的；

将所述柔性热电薄膜与所述第一绝缘隔膜和所述第二绝缘隔膜一起沿所述延伸方向以基本上为“W”状的形式或以同一方向卷绕的形式折叠成一紧凑的结构，使得任一对相邻的P型平面区域和N型平面区域相互面对，且由所述第一绝缘隔膜或所述第二绝缘隔膜将它们间隔开，从而形成对应的P-N结单元。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述P型平面区域和/或所述N型平面区域是通过在所述柔性基础薄膜上进行局部改性来形成的。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述第一绝缘隔膜和/或所述第二绝缘隔膜在所述多个P型平面区域和所述多个N型平面区域上连续延伸。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述第一绝缘隔膜为彼此分离的第一多个隔膜段，所述第一多个隔膜段分别覆盖对应的所述多个P型平面区域或者对应的所述多个N型平面区域。