[发明专利]一种环形热电发电器件的制备方法

说明书

本发明涉及一种环形热电发电器件的制备方法，包括：在p型热电元件和n型热电元件的两个端面涂覆助焊剂用于粘结焊片；将环形托盘放置在凸形底座上后，再将内环电极分布在环形托盘上并紧靠所述凸形底座的凸台；将p型热电元件和n型热电元件的一个端面按p型热电元件、n型热电元件交替环绕紧靠所述内环电极；将外环电极紧靠p型热电元件和n型热电元件的另一端面并与内环电极错位放置；将夹紧环从凸台底座的边缘推向外环电极，使夹紧环压紧所述外环电极、p型热电元件和n型热电元件、以及内环电极，完成环形热电发电器件的组装；加热焊片，得到所述环形热电发电器件。

技术领域

本发明涉及一种非平面热源热电发电器件的制备方法，具体涉及一种环形热电发电器件的制备方法，属于温差发电技术领域。

背景技术

温差发电技术利用半导体材料的赛贝克效应直接将热能转换为电能，具有系统体积小、结构紧凑、无活动部件、免维护、无噪音、无排放、可靠性高及寿命长等特点，在深空探测电源及特种军用电源上获得了重要应用，在太阳能光电-热电复合发电、工业余废热——特别是汽车尾气废热回收温差发电方面具有广阔的应用前景和潜在的经济社会效益，有可能成为当今世界能源危机解决方案的重要组成部分(T.M.Tritt,Thermoelectricmaterials-Holey and unholey semiconductors,Science 283:804,1999)。

热电器件是温差发电系统的关键部件，通常由多个p型热电元件、n型半导体热电元件构成。由于单个热电元件的输出电压低，为了获得足够高的电压以便于实际使用，往往利用金属或合金电极将一个p型热电元件和一个n型热电元件连接成热电单偶(或者叫π形热电元件)，再将多个热电单偶按照导电串联、导热并联的结构连接起来组成热电器件。

常见的热电器件为由多对π形热电元件组成的平面结构，参见图1中(a)所示。在该结构中，p型和n型热电元件以导电串联和导热并联的方式集成在电绝缘而热传导良好的平行的陶瓷板间，这种结构的热电器件适用于平面热源，即热流方向垂直于陶瓷板。

但是，当热源为非平面时，这种传统的平板式模块热电器件就不再适用，例如汽车、飞行器尾气排放管道等，其圆弧形表面不仅不利于平板式模块器件的安装，更不利于热量向热电器件传输以建立温差，对热电器件的热电转换效率造成极大的影响。针对这个问题，专利US2012/0174567A1、CN201420052870、CN201410846352、CN201410846295、CN201410626515、CN201410626099、CN201410039382和CN201420052870等公开了以环形热电器件集成的热电发电器结构(图1中(b)所示)，依据设计结构不同，热源可以从径向和轴向与热电元件进行热交换，与传统由π型器件集成的发电器相比，明显提高了热交换效率。