[发明专利]一种透明热电模块的制备方法

权利要求书

1.一种透明热电模块的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

（1）P型透明热电臂淀积：采用脉冲激光沉积技术，以P-CuCr_1-xMg_xO₂陶瓷为靶材，在双面抛光Al₂O₃(0001)单晶衬底的其中一个表面淀积P-CuCr_1-xMg_xO₂薄膜，淀积过程中用镍掩膜板Ⅰ遮挡衬底表面，以获得P型透明热电臂阵列；

（2）N型透明热电臂淀积：将步骤（1）中的双面抛光Al₂O₃(0001)单晶衬底翻转180°，镍掩膜板Ⅰ位置不变，采用脉冲激光沉积技术，以N-Zn_1-yAl_yO陶瓷为靶材，在双面抛光Al₂O₃(0001)单晶衬底的另一表面淀积N-Zn_1-yAl_yO薄膜，得到N型透明热电臂阵列；其中，每个条状P-CuCr_1-xMg_xO₂薄膜和其背面对应的条状N-Zn_1-yAl_yO薄膜之间呈X形交叉分布；所述镍掩膜板Ⅰ的镂空掩膜图案为若干倾斜条状，条状之间相互平行、等距排列；

（3）金电极制备：采用离子溅射技术在双面抛光Al₂O₃(0001)单晶衬底的边缘两侧上淀积金电极，淀积过程中用镍掩膜板Ⅱ遮挡双面抛光Al₂O₃(0001)单晶衬底的边缘两侧；淀积完成后进行退火；最终使每个金电极覆盖在P-CuCr_1-xMg_xO₂薄膜和N-Zn_1-yAl_yO薄膜的连接处，使P-CuCr_1-xMg_xO₂薄膜和N-Zn_1-yAl_yO薄膜依次连接，形成两个独立的串联通路。

2.根据权利要求1所述透明热电模块的制备方法，其特征在于： P-CuCr_1-xMg_xO₂陶瓷的制备方法为：将Cu₂O、Cr₂O₃、MgO粉末按元素摩尔比Cu:Cr:Mg =1:(1-x):x混合、研磨1~3h，再放入不锈钢模具中压片成型，之后在空气气氛、1000~1200℃高温烧结10~20h得到P-CuCr_1-xMg_xO₂陶瓷。

3.根据权利要求2所述透明热电模块的制备方法，其特征在于： P-CuCr_1-xMg_xO₂中x的值为0.01≤x≤0.08。

4.根据权利要求1所述透明热电模块的制备方法，其特征在于：N-Zn_1-yAl_yO陶瓷的制备方法为：将ZnO与Al₂O₃粉末按元素摩尔比Zn:Al=(1-y):y混合、研磨1~3h，再放入不锈钢模具中压片成型，之后在空气气氛、1200~1600℃高温烧结10~20h得到N-Zn_1-yAl_yO陶瓷。

5.根据权利要求4所述透明热电模块的制备方法，其特征在于：N-Zn_1-yAl_yO中y的范围为0.005≤y≤0.02。

6.根据权利要求1所述透明热电模块的制备方法，其特征在于：步骤（1）中脉冲激光沉积技术的工艺条件为KrF准分子激光波长248nm，激光脉宽28ns，激光能量250~350mJ，激光频率3~5Hz，背底真空1×10^-3~1×10^-4Pa，生长温度700~760℃，生长流动氧压0.5~1.5Pa。