專利名稱：高溫、高效率熱電模塊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及熱電模塊，尤其涉及高溫熱電模塊。相關申請的交叉引用本發(fā)明是2008年12月19日提交的S/N. 12/317，170的部分繼續(xù)申請。
背景技術：
熱電材料熱電材料的塞貝克(kebeck)系數(shù)被定義為在導體上兩點之間產(chǎn)生的開路電壓， 在該導體上這些點之間存在均勻的IK溫度差。熱電材料的品質(zhì)因數(shù)被定義為
權利要求
1.一種高溫碲化鉛熱電模塊，包括A.用于將多個熱電N腳和P腳保持到位并提供絕緣和電連接的分兩部分的蛋格格柵， 其中所述蛋格格柵包括1)由能在超過500°C溫度下操作的陶瓷材料構成的熱側部分，以及2)由具有極低熱導率的聚合物材料構成的冷側部分；B.多個分段的熱電N腳和P腳，每個腳包括至少一個I^bTe分段并位于所述蛋格格柵中，所述腳的至少一部分串聯(lián)地電連接；其中1)至少多個所述N腳的每一個包括a)高溫熱電分段，b)低溫熱電分段和c)至少部分地嵌入所述高溫分段的至少一個金屬網(wǎng)，以及2)至少所述多個P腳的每一個包括a)高溫熱電分段，b)低溫熱電分段和c)至少部分地嵌入所述高溫分段的至少一個金屬網(wǎng)。
2.如權利要求1所述的高溫碲化鉛熱電模塊，其特征在于，至少多個所述低溫熱電分段由BiI1e構成。
3.如權利要求1所述的高溫碲化鉛熱電模塊，其特征在于，至少多個所述N腳還包括至少一個中等溫度的1 分段。
4.如權利要求1所述的高溫碲化鉛熱電模塊，其特征在于，所述N腳中的至少一個分段和所述P腳中的至少一個分段由至少30摩爾百分比的鉛和至少30摩爾百分比的碲組成。
5.如權利要求1所述的高溫碲化鉛熱電模塊，其特征在于，多個所述P腳的每一個還包括至少一個中等溫度的1 分段。
6.如權利要求2所述的高溫碲化鉛熱電模塊，其特征在于，所述多個碲化鉛熱電N腳和 P腳中與熱噴涂在模塊的一側界定冷側的一種或多種金屬電連接。
7.如權利要求6所述的高溫碲化鉛熱電模塊，其特征在于，所述一種或多種金屬是鋅。
8.如權利要求6所述的高溫碲化鉛熱電模塊，其特征在于，所述一種或多種金屬是鉬和鋁。
9.如權利要求1所述的高溫碲化鉛熱電模塊，其特征在于，所述陶瓷材料是氧化鈷，且所述聚合材料為液晶聚合物樹脂的形式。
10.如權利要求1所述的高溫碲化鉛熱電模塊，其特征在于，所述陶瓷材料由薄的堆疊的云母片構成。
11.如權利要求1所述的高溫碲化鉛熱電模塊，其特征在于，多個所述熱電腳包括細密的微米/納米大小的晶粒。
12.如權利要求9所述的高溫碲化鉛熱電模塊，其特征在于，所述冷側部分和所述熱側部分在垂片和管座接點處結合在一起。
13.如權利要求1所述的高溫碲化鉛熱電模塊，其特征在于，多對所述熱電N-腳和 P-腳中的每個N-腳和P-腳使用鐵靴電連接。
14.如權利要求13所述的高溫碲化鉛熱電模塊，其特征在于，多個所述鐵靴中的每一個用至少兩個點焊接的金屬網(wǎng)來電連接成對的N-腳和P-腳。
15.如權利要求14所述的高溫碲化鉛熱電模塊，其特征在于，所述金屬網(wǎng)是鐵網(wǎng)。
16.如權利要求1所述的高溫碲化鉛熱電模塊，其特征在于，在分段之間的界面處在每個腳中設置鐵網(wǎng)，以即使在大的溫度變化時也保持合適的電接觸。
17.如權利要求15所述的高溫碲化鉛熱電模塊，其特征在于，位于界面處的所述金屬網(wǎng)用彈性體來充滿。
18.如權利要求17所述的高溫碲化鉛熱電模塊，其特征在于，所述彈性體是硅橡膠。
19.如權利要求1所述的高溫碲化鉛熱電模塊，其特征在于，至少多個所述熱電腳的分段與至少一個其他分段用金屬網(wǎng)電連接。
20.如權利要求1所述的高溫碲化鉛熱電模塊，其特征在于，所述模塊密封于絕緣封裝中。
21.如權利要求1所述的高溫碲化鉛熱電模塊，其特征在于，所述模塊與其他類似模塊組合以提供熱電發(fā)電機。
22.如權利要求13所述的高溫碲化鉛熱電模塊，其特征在于，所述熱電發(fā)電機適于從機動車的廢熱中提供電力。
23.如權利要求15所述的高溫碲化鉛熱電模塊，其特征在于，可調(diào)整將N腳與P腳分離的蛋格格柵的壁來接觸熱導體從而限制碲蒸汽向N-腳遷移。
24.如權利要求7所述的高溫碲化鉛熱電模塊，其特征在于，至少多個所述P腳包括位于其熱側的I^bSnMnTe薄層。
25.如權利要求7所述的高溫碲化鉛熱電模塊，其特征在于，至少多個所述P腳包括位于其熱側的SnTe薄層。
全文摘要
一種長壽命、低成本、高溫、高效率的熱電模塊。優(yōu)選實施例包括分兩部分(高溫部分和低溫部分)的蛋格格柵和分段的N腳和P腳，其中針對在該模塊熱側與冷側之間的不同溫度范圍內(nèi)的化學兼容性或品質(zhì)因數(shù)而選擇三分段的熱電材料。腳包含部分地嵌入熱電分段中的金屬網(wǎng)以幫助即使在顯著溫度變化時也保持電接觸。在優(yōu)選實施例中，分兩部分模制的蛋格格柵將熱電N腳和P腳放置到位并提供絕緣與電連接。該蛋格格柵的高溫部分由能在超過500℃的溫度下操作的陶瓷材料構成，而其低溫部分由具有極低熱導率的熱電材料構成。
文檔編號H01L35/12GK102308400SQ200980156485
公開日2012年1月4日 申請日期2009年12月9日 優(yōu)先權日2008年12月19日
發(fā)明者F·A·萊維特, J·C·巴斯, J·W·麥考伊, N·B·埃爾斯納 申請人:Hi-Z技術股份有限公司