[发明专利]热电器件

说明书

本发明涉及一种热电器件，特别是全有机的热电器件，涉及这种热电器件的阵列。此外，本发明涉及热电器件的制造方法，特别是全有机的热电器件的制造方法。此外，本发明涉及根据本发明的热电器件和/阵列的用途。

现有的热电器件(即，热偶发电器和珀尔帖元件(Peltier element))由无机半导体制成，主要基于铋和碲。尽管这些材料的较大优势为优异的效率或高输出电压，但它们也显示出一些缺点。它们很昂贵，属于重金属类，具有所有与之相关的环境问题，它们硬而脆，因此难以加工和制造。此外，为了使无机半导体与外部接触，在由其制成的热偶发电器和珀尔帖元件中需要金属垫。因此，本发明的目标是提供一种避免与现有技术的器件相关的问题的热电器件。更具体地，本发明的目标是提供一种易于制造且适合简单的制造方法的热电器件。此外，本发明的一个目标是提供一种避免使用重金属的热电器件。

所有这些目标通过一种热电器件实现，该热电器件包含：

第一基材和第二基材；以及

夹在所述第一和第二基材之间的多个半导体构件对，

各半导体构件对均由电子传导构件和空穴传导构件组成，其中所述电子传导构件和所述空穴传导构件分别由有机n型半导体材料和有机p型半导体材料制成，其中，在各半导体构件对中，所述电子传导构件和所述空穴传导构件相互接触，

其中在所述第一基材上，所述多个半导体构件对的第一子集以第一图案排列，从而使所述半导体构件对被所述第一基材上的所述半导体构件对之间的第一组间隙相互间隔开；

其中在所述第二基材上，所述多个半导体构件对的第二子集以第二图案排列，从而使所述半导体构件对被所述第二基材上的所述半导体构件对之间的第二组间隙相互间隔开；

其中所述第一图案和所述第二图案相互之间是互补的，从而当所述第一基材和第二基材在所述第一子集和所述第二子集彼此面对的情况下彼此相对布置时，所述第一子集的相邻对之间的电接触通过所述第二子集的对建立，所述第二子集的相邻对之间的电接触通过所述第一子集的对建立。

在一个实施方式中，所述多个半导体构件对的所述第一子集填充了第二组间隙，而所述多个半导体构件对的所述第二子集填充了所述第一组间隙，并且其中所述多个半导体构件对的所述第一子集与所述多个半导体构件对的所述第二子集物理接触，其中各物理接触是通过使得所述第一子集的电子传导构件仅与所述第二子集的电子传导构件物理接触以及使得所述第一子集的空穴传导构件仅与所述第二子集的空穴传导构件物理接触而建立的。

在一个实施方式中，所述第一子集的相邻对之间的电接触和所述第二子集的相邻对之间的电接触不用金属触点或金属电极来建立。

在一个实施方式中，所述有机n型半导体材料和所述有机p型半导体材料是有机聚合物。

在一个实施方式中，在每一个半导体构件对中存在的所述有机n型半导体材料独立地选自掺杂了电子供体的有机聚合物和电荷转移络合物。

在一个实施方式中，在每一个半导体构件对中存在的所述有机p型半导体材料独立地选自掺杂了电子受体的有机聚合物。

在一个实施方式中，第一和第二基材由每次出现时独立地选自绝缘材料(例如玻璃、塑料、纸)的材料制成。

在一个实施方式中，第一和第二基材不是刚性的，而是柔性的，可以例如优选为卷状的(rolled)，从而使它们适合卷对卷制造工艺。

在一个实施方式中，根据本发明的热电器件具有至少两个用于形成与电源的电接触或用于将热电器件连接到另一个电器件或热电器件的点。

本发明的目标也可以通过上面所定义的热电器件的阵列来解决，其中多个根据前面任何一个权利要求所述的热电器件相互串联地电连接并且排列，使得它们各自的第一基材均朝向一个方向，而它们各自的第二基材均朝向相反的方向。

在一个实施方式中，根据本发明的阵列位于壳体中。

本发明的目标也可以通过一种用于制造本发明的器件的方法来解决，所述方法包括下列步骤：

-提供第一基材和第二基材；

-以第一图案将多个半导体构件对的第一子集施加到所述第一基材上，从而使所述第一子集中的所述半导体构件对被所述第一基材上的所述半导体构件对之间的第一组间隙相互间隔开；

-以第二图案将多个半导体构件对的第二子集施加到所述第二基材上，从而使所述第二子集中的所述半导体构件对被所述第二基材上的所述半导体构件对之间的第二组间隙相互间隔开，