使用基板的热电装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种热电装置及其制造方法，以及一种形成在由玻璃纤维等制成的网格型基板上的热电材料。根据本发明专利技术，由于该热电材料被基板支撑，没有由铝等制成的基板，该热电装置重量较轻，并且通过基板最小化热损失来最大化热电效率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种热电装置及其制造方法，并且更特别地，涉及一种，该基板由玻璃纤维等制成。
技术介绍
热电效应通常是指热能和电能相互交换的效应，即，由Thomas Seebeck发现的塞贝克效应(Seebeck effect)和由Peltier发现的帕尔贴效应(Peltier effect)，并且使用热电效应的装置通常称作热电装置。热电装置包括利用塞贝克效应的热电发电装置(在该发电装置中，由温度差产生电动势)和利用帕尔贴效应的冷却装置，帕尔贴效应是吸收热量(或者当对反向或类似物施加电流时，产生热量)的效应。现有技术中的热电装置通常被制造为这样的结构:N型和P型半导体制成的热电材料形成在例如氧化铝(A1203)或类似物的基板上，并且N型热电材料和P型热电材料串联连接到电极，该结构在图1中示出。参见图1，现有技术中的热电装置100由以下部分组成:下基板110 ;形成在下基板110上的第一电极120 ;形成在第一电极120上的N型热电材料130和P型热电材料140、形成为与第一电极120 —起串联连接N型热电材料130和P型热电材料140的第二电极150、以及置于第二电极150的顶部的上基板160。该热电装置的制造方法通常包括:在下基板110上形成具有预定图案的第一电极120 ;依次在第一电极120上形成N型热电材料130和P型热电材料140 ;以及接合上基板160，第二电极150以预定图案形成在上基板160中，并且，在这种情况下，N型热电材料130和P型热电材料140配置为通过第一电极120和第二电极150串联连接。然而，在现有技术的热电装置100中，由于例如氧化铝(A1203)等的基板通常用作下基板I1以及上基板160，其重量较大而不适合用于要求轻重量的热电装置的领域，例如人体、车辆、飞机、以及航天飞机，并且通过上基板和下基板的热损失较大，结果是，热电效率降低。此外，近年来，随着可穿戴计算机等技术的发展，对具有柔性特性的热电装置的兴趣不断增加，但是由于现有技术中的热电装置100不具有柔性特性，该装置的应用范围很窄。近年来，在例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜等的柔性基板上形成热电装置的技术被韩国专利申请公布N0.2012-0009161公开，但是该技术也具有这样的问题:由于仍然使用基板，存在重量减小和通过基板的热损失较大的限制，因此降低热电装置的效率。
技术实现思路
技术问题本专利技术试图解决相关
中的问题，并且本专利技术的一个目的是提供一种热电装置及其制造方法，该热电装置与现有技术中的热电装置相比具有更轻的重量和更好的柔性特性。此外，本专利技术的另一个目的是提供一种热电装置以其制造方法，该热电装置与现有技术的热电装置相比，通过基板的热损失较小，并且具有出色的热电效率。技术方案本专利技术的一个示例性实施例提供了一种热电装置，包括:网格型基板；形成在所述网格型基板上的N型热电材料和P型热电材料；以及第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极串联地电连接所述N型热电材料和所述P型热电材料，并且可以进一步包括填充料，所述填充料填充在所述热电装置中以支撑所述热电装置。在这种情况下，所述网格型基板可以穿透并支撑所述N型热电材料和所述P型热电材料的中部，并且所述N型热电材料和所述P型热电材料可以交替地布置。所述第一电极在所述热电装置的一个表面上连接所述N型热电材料和所述P型热电材料，并且所述第二电极在所述热电装置的另一个表面上连接没有被所述第一电极连接的所述N型热电材料和所述P型热电材料，以通过所述第一电极和所述第二电极串联连接所有形成在所述网格型基板上的所述N型热电材料和所述P型热电材料。所述网格型基板可以是玻璃纤维基板，并且所述网格型基板可以具有10W/m*K或更小的热导率。所述N型热电材料可以是碲化铋(BixTe1J化合物，并且所述P型热电材料可以为碲化锑(SbxTe1J化合物，并且所述热电装置可以进一步包括在所述N型热电材料和所述P型热电材料与所述第一电极和所述第二电极之间的导电粘合剂。本专利技术的另一个示例性实施例提供一种使用网格型基板的热电装置的制造方法，包括:(a)设置网格型基板；(b)在所述网格型基板上形成N型热电材料和P型热电材料；以及(C)形成第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极串联地电连接所述N型热电材料和所述P型热电材料，并且使用填充料填充所述N型热电材料的所述P型热电材料之间的间隔。此处，步骤(b)可以通过丝网印刷法进行，并且可以包括:(b_l)合成热电糊剂(thermoelectric paste) ; (b_2)印刷热电糊剂；以及(b_3)干燥与热处理。在这种情况下，在步骤(b-Ι)中，可以混合热电材料粉末、用于控制糊剂流动性的溶剂、用于控制印刷分辨率的黏合剂、用于改善粘合力的玻璃粉末，并且至少一部分所述热电糊剂穿过所述网格型基板，并且可以以这样的方式印刷:所述网格型基板支撑通过步骤(b-2)印刷的所述热电糊剂的中部。此外，步骤(b-3)可以包括用于蒸发溶剂的第一热处理；用于蒸发黏合剂的第二热处理；以及用于增强热电材料的热电特性的第三热处理，并且所述第一热处理、所述第二热处理和所述第三热处理可以依次在更高的温度下执行。步骤(c)可以包括:(c-1)制造具有第一电极图案和第二电极图案的第一牺牲基板和第二牺牲基板；(c-2)第一电极和第二电极接合，其中，所述第一电极图案和所述第二电极图案接合到形成在所述网状型基板上的所述N型热电材料和所述P型热电材料，以串联连接所述N型热电材料和所述P型热电材料；(c-3)填充料填充，使用填充料填充所述第一牺牲基板和所述第二牺牲基板之间的间隔；以及(c-4)除去所述第一牺牲基板和所述第二牺牲基板。此处，步骤(c-Ι)可以包括在二氧化硅膜基板的整个表面上沉积镍(Ni)薄膜，之后在其上沉积所述第一电极图案和所述第二电极图案，步骤(c-2)可以包括涂覆导电粘合剂到所述热电材料、所述第一电极和所述第二电极中的至少一个上，以及步骤(c-4)可以包括在剥离所述硅基板与所述第一牺牲基板和所述第二牺牲基板的镍薄膜之间的交界面之后，除去残留在所述装置两个表面上的所述镍薄膜。有益效果根据本专利技术的热电装置及其制造方法，使用了网格型基板而没有上基板和下基板，以获得柔性并且显著减小重量。此外，根据本专利技术的热电装置及其制造方法，由于通过基板的热损失最小化，可以最大化热电效率。【附图说明】图1是现有技术的热电装置的截面图；图2是根据本专利技术的柔性热电装置的截面图；图3是根据本专利技术的热电装置的制造方法的概要流程图；图4是根据本专利技术示例性实施例的通过丝网印刷方法形成热电材料的步骤的流程图；图5是示出根据本专利技术示例性实施例的在网格型基板上形成热电材料的过程的照片；图6是沿着图5的A-A线截取的截面照片；图7是根据本专利技术示例性实施例的形成第一电极和第二电极并且填充填充料的步骤的流程图；[003当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性热电装置，包括：网格型基板；形成在所述网格型基板上的N型热电材料和P型热电材料；以及串联地电连接所述N型热电材料和所述P型热电材料的第一电极和第二电极。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵炳珍，金先辰，魏冑滢，
申请(专利权)人：韩国科学技术院，
类型：发明
国别省市：韩国;KR