專利名稱：多級半導(dǎo)體致冷粒子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及半導(dǎo)體制冷設(shè)備，具體地說是一種多級半導(dǎo)體致冷粒子。
半導(dǎo)體致冷器件是一種新的換能器件，近年來已在一些領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，例如航天技術(shù)中的電子器件散熱、各種低溫探測頭、低噪聲放大器、醫(yī)學(xué)試管槽恒溫、冷凍切片、環(huán)境試驗箱等但是，目前使用的半導(dǎo)體致冷器件的整體結(jié)構(gòu)大多是單層結(jié)構(gòu)的單級粒子，這種結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體致冷器件效率低、致冷量少、熱端與冷端溫差小，其應(yīng)用范圍受到限制，不能滿足日益擴大的應(yīng)用領(lǐng)域的需求。
本實用新型的目的就是提供一種多級半導(dǎo)體致冷粒子，它能擴大冷熱端的溫差、增加致冷量、提高工作效率。
為了達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是在整體結(jié)構(gòu)為單層單級致冷粒子的基礎(chǔ)上，將多個單級致冷粒子用金屬材料一層層地分隔并依次焊接起來，形成一個整體結(jié)構(gòu)，即構(gòu)成多級半導(dǎo)體致冷粒子，焊層平面與電流方向垂直。
本實用新型的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、工作效率高，其冷熱端的溫差遠大于單級粒子，除現(xiàn)有應(yīng)用領(lǐng)域使用外，還可擴大到普通民用產(chǎn)品，如冷藏烘烤兩用箱、冷暖風(fēng)機、空調(diào)器、冰箱等使用。


圖1是單級粒子半導(dǎo)體致冷器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型的多級粒子半導(dǎo)體致冷器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細地描述。
半導(dǎo)體致冷器件是由半導(dǎo)體材料P—Bi2Te3·Sb2Te3n—Bi2Te3·Sb2Te3制成，這種器件的工作原理是基于帕爾帖(Peltier)效應(yīng)，它可定性解釋為在不同的材料中參與電流的載流子的能量不同。當(dāng)載流子在兩種材料的接觸界面處從具有較高能量的一種材料移出時，多余的能量將傳給第二種材料的晶格，這時在接點上有熱量放出。如果電流的方向相反，則載流子靠晶格來補充能量，于是在這個接點吸收熱量，即開始制冷。
在
圖1中，T1、T2、T3為金屬材料，一般為銅板，稱為導(dǎo)流片。T2起連接T1和T3的作用。在T1與T3之間接有直流電流E，這樣就構(gòu)了一個包括電源E在內(nèi)的閉合回路。n、P分別為n型半導(dǎo)體元件和P型半導(dǎo)體元件。在電流的驅(qū)動下，由于帕爾帖效應(yīng)作用，熱量由T2轉(zhuǎn)向T1和T3，使T2端的溫度逐漸下降，通常T2端叫做致冷或工作端，而T1和T3端一般是與一個散熱器相連接，稱為散熱端。調(diào)節(jié)工作電流大小可調(diào)整致冷速率；切換電流方向，能使致冷器從致冷工作狀態(tài)立即轉(zhuǎn)變?yōu)橹聼釥顟B(tài)。
半導(dǎo)體致冷器件的核心是致冷粒子，圖2是本實用新型的多級粒子半導(dǎo)體致冷器的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可見，n ′和P′是單級粒子，它們由金屬材料X一層層分隔并焊接起來，形成一個整體為多層多級結(jié)構(gòu)的致冷粒子。這種結(jié)構(gòu)的多級粒子可單獨成為產(chǎn)品，只要與外部條件正確配套連接，可構(gòu)成溫差和致冷量遠大于單級粒子的致冷器件。當(dāng)然，除圖中示出的三級粒子外，還可以將四級、五級以至更多級焊接起來，但至少不小于兩級，應(yīng)根據(jù)實際應(yīng)用需要而定。
權(quán)利要求1.一種多級半導(dǎo)體致冷粒子，包括單級致冷粒子，其特征在于，它還包括至少有兩個單級致冷粒子由金屬材料一層層地分隔并依次焊接起來，即構(gòu)成一個整體結(jié)構(gòu)為多級半導(dǎo)體致冷粒子，焊層平面與電流方向垂直。
專利摘要本實用新型向公眾提供一種多級半導(dǎo)體致冷粒子，它是在整體結(jié)構(gòu)為單級粒子的基礎(chǔ)上，將多個單級粒子用金屬材料一層層地分隔并依次焊接起來，形成一個整體結(jié)構(gòu)為多級半導(dǎo)體致冷粒子。這種多級致冷粒子結(jié)構(gòu)簡單、制作容易、工作效率高、其冷熱端的溫差遠高于單級粒子，適合于理、工、農(nóng)、醫(yī)各領(lǐng)域特定對象的散熱、恒溫以及民用產(chǎn)品的冷藏烘烤兩用箱、冷暖風(fēng)機、空調(diào)器、冰箱等使用。
文檔編號F25B21/00GK2218909SQ9424814
公開日1996年1月31日 申請日期1994年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月15日
發(fā)明者莫建榮 申請人:莫建榮