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熱電元件、其制造方法及其使用的制作方法

文檔序號:6889575閱讀:118來源:國知局

專利名稱::熱電元件、其制造方法及其使用的制作方法熱電元件、其制造方法及其使用本發(fā)明涉及熱電元件(下文中也稱為"TE元件")的制造以及該方法的廣品和這些產(chǎn)品的使用。早在19世紀(jì)珀爾帖(Peltier)和塞貝克(Seebeck)就發(fā)現(xiàn)和介紹了熱電效應(yīng)(下文中也稱為"TE效應(yīng)")。發(fā)現(xiàn)在流經(jīng)不同金屬、合金和半導(dǎo)體的組合(下文中也稱為"ET材料")的熱流和電流之間存在一種關(guān)系。一方面,熱流可以在TE材料的熱端和冷端之間產(chǎn)生電勢,可以將其以流經(jīng)閉合電路的電流形式加以利用(塞貝克效應(yīng),溫差發(fā)電機(jī))。另一方面,向這種材料施加電勢不僅引起電流而且引起熱流;即,一個電接觸面變得更熱,另一個變得更冷(珀爾帖效應(yīng),珀爾帖元件)。熱電裝置也被稱為測溫用熱傳感器。此外,還可以將它們用作冷卻用的熱泵??梢栽贒.M.Rowe,CRCPress,2006的"Thermoelectricshandbook:macrotonano"中找到對科學(xué)研究和現(xiàn)有技術(shù)的詳細(xì)論述。TE效應(yīng)已經(jīng)在眾多應(yīng)用中使用了很多年。例如,熱電元件被用于溫度測量。在功率需求低或由于其他原因不能使用壓縮冷卻系統(tǒng)的應(yīng)用中珀爾帖元件可以進(jìn)行加熱/冷卻。還知道有熱電發(fā)電機(jī)(TEG),其從現(xiàn)存的熱流產(chǎn)生電流。熱電元件和珀爾帖元件已經(jīng)可以作為批量生產(chǎn)產(chǎn)品獲得。TEG也將成為量產(chǎn)產(chǎn)品。不過,對于寬范圍應(yīng)用而言,它們相對于電輸出功率的單位成本仍然太高,效率太低,尤其對于TEG而言。在本說明書中,也將熱電元件、珀爾帖元件和熱電發(fā)電機(jī)稱為熱電元件(下文中也稱為"TE元件")。被稱為熱電勢的量,或換言之,可以產(chǎn)生的電壓取決于TE材料的材料特定屬性、塞貝克系數(shù)和溫度差。高的塞貝克系數(shù)和大溫差導(dǎo)致高溫差電勢。為了能夠汲取大的電功率,大的熱流必需要通過絕熱容量非常好的材料。這必然意味著必需要提供大的面積或/和應(yīng)當(dāng)存在非常高的塞貝克系數(shù)。對于當(dāng)前制造TE元件的方法而言,或者在實(shí)踐中不能制造大面積元件,或者制造這種TE元件會導(dǎo)致昂貴的制造成本。因此,過去一些年的研究開發(fā)主要集中在利用新的TE材料增大塞貝克系數(shù)上。近年來,納米技術(shù)的發(fā)展伴隨著TE材料效率的值得注意改善。通過薄膜涂層或納米管技術(shù),與傳統(tǒng)"體"材料相比,能夠生產(chǎn)具有更好TE效應(yīng)的二維或一維熱電結(jié)構(gòu)?;谶@些薄膜涂層的制造法也未解決制造大面積廉價元件的問題。對于應(yīng)用而言,這些方法集中在諸如芯片冷卻器或用于微處理器或手表的電流發(fā)生器的微部件的制造??梢栽贒E10232445Al中找到公知制造法的范例。因此,在可以被用作微部件的領(lǐng)域中,熱電發(fā)電機(jī)和珀爾帖元件己經(jīng)獲得了廣泛應(yīng)用。在制造成本不是決定性的場合,例如在太空飛行和衛(wèi)星技術(shù)中,熱電元件已經(jīng)成功使用了幾十年。例如,將核反應(yīng)堆用作熱源。不過此外還有很多潛在的TE元件應(yīng)用。由于能源不斷減少,同時對能量的需求在增加,人們會對使用熱電發(fā)電機(jī)作為可再生能源產(chǎn)生特別的興趣。可以找到很多未開發(fā)的熱源,可以從其獲得至少一些電流。范例包括_釋放到較冷環(huán)境中的熱廢氣和廢水。_太陽或其他源加熱的區(qū)域。-用于和較冷底層結(jié)構(gòu)絕熱的底板和地毯。-利用大溫差工作的工藝技術(shù)功能,例如低溫介質(zhì)(例如液化的天然氣)的蒸發(fā)。_將機(jī)動車輛廢氣熱量用作發(fā)電機(jī)(節(jié)約燃料)。在實(shí)踐中已經(jīng)測試過在機(jī)動車輛廢氣管中將TE元件用作發(fā)電機(jī)。在這種情況下,系統(tǒng)的制造成本仍然不利于引入汽車市場(就此而言,參見FrancisR.Stabler,通用汽車公司,Mater.Res.Soc.Symp.Proc.Vol.886,2006MaterialsResearchSociety的"CommercializationofThermoelectricTechnology")。除了難以制造大面積之外,已經(jīng)應(yīng)用的所有及其豐富的TE元件和潛在應(yīng)用領(lǐng)域意味著另一個問題。不同的應(yīng)用領(lǐng)域涉及非常不同的材料要求。在一些情況下,溫度非常高,在1000°C以上(例如作為熱源的核反應(yīng)堆);在其他情況下,溫度水平非常低(例如低溫蒸發(fā)器)。在一些情況下,可以利用大的溫差;在其他情況下,必需針對小的可用溫差優(yōu)化材料成分。在一些情況下,TE元件的剛性結(jié)構(gòu)就足夠了;在其他情況下,具有柔性TE元件會是有利的。此外,應(yīng)當(dāng)能夠盡可能靈活地針對應(yīng)用情況調(diào)節(jié)TE元件的外部形狀、長度、寬度和厚度。結(jié)果是制造方法極其多種多樣,有時制造方法對于個別應(yīng)用而言是唯一的。這種狀況使得TE元件的市場劃分非常細(xì),從商業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度來說,這使得開發(fā)生產(chǎn)方法要困難得多。近年來深入的研究與開發(fā)已開發(fā)出越來越強(qiáng)大的TE材料。不過,大部分研究與開發(fā)集中在開發(fā)新材料上,與制造方法和應(yīng)用技術(shù)相關(guān)的問題所獲得的關(guān)注較少。制造TE元件的常規(guī)方法通常由如下步驟構(gòu)成-(例如,在搖動爐中分批)制造以不同方式摻雜的TE材料,-在玻璃安瓿中對金屬混合物進(jìn)行氣密熔融,-在玻璃安瓿中通過垂直帶熔化進(jìn)行晶體生長,-將通過這種方式獲得的金屬棒鋸成幾毫米厚的片("晶片"),-利用接觸增強(qiáng)劑(例如鎳)濺射晶片表面,-將晶片鋸成立方體("芯柱"),-在掩模(基質(zhì))中交替設(shè)置n芯柱和p芯柱,-在芯柱基質(zhì)兩側(cè)上沿電接觸區(qū)和引線放置接觸板,-燒結(jié)所獲得的夾層結(jié)構(gòu),獲得完成的合成物,以及-施加外部電絕緣層。前四個步驟是典型的清潔度要求高的半導(dǎo)體處理步驟,幾乎沒有自動化的潛力。而且顯然,在后續(xù)步驟中必需要在極其多種的工件上進(jìn)行大量的逐件操作。而且這里難以實(shí)現(xiàn)自動化和連續(xù)制造。己知的TE元件制造方法主要面向已經(jīng)為半導(dǎo)體制造和處理所熟知的方法。例如,在DE10230080Al中描述了一種制造熱電層結(jié)構(gòu)的方法。該制造方法基于傳統(tǒng)的Si晶片技術(shù),其中,將不同的功能層相繼施加到晶片并通過蝕刻工藝形成結(jié)構(gòu)。在DE10231445Al中,描述了一種TE裝置的連續(xù)制造方法。其中,在絕緣塑料膜上制作通常為TE部件的p摻雜和n摻雜TE半導(dǎo)體的交替結(jié)構(gòu)作為連續(xù)區(qū)域,然后通過向磁鼓上把它們纏繞多層來彼此層疊它們。然后切出片/條并在表面?zhèn)忍峁╇娊佑|,以便獲得大量交替n芯柱和p芯柱的必要串聯(lián)連接。利用這種方法,不能生產(chǎn)TE芯柱的扁平陣列;僅能夠生產(chǎn)條,電流在長度方向上從其中流過。為了獲得扁平結(jié)構(gòu),或者必需要切割寬條(在這種情況下有非常高的電流流經(jīng)它們),或者必需要從多個條拼接出扁平結(jié)構(gòu)。從US6300150Bl知道了一種方法,其中,借助傳統(tǒng)半導(dǎo)體技術(shù)在晶片上生產(chǎn)薄膜TE裝置。以傳統(tǒng)方式切割原始晶片并按照所需的n-p設(shè)置重新組裝來實(shí)現(xiàn)可用TE模塊的制造。US6396191Bl描述了由多個TE有源層構(gòu)成的TE部件構(gòu)造,沿著熱流方向有中間層。根據(jù)層結(jié)構(gòu)之內(nèi)的局部溫度水平,使用適當(dāng)?shù)腡E材料。于是這里實(shí)現(xiàn)了按功能分級的TE元件的概念,以便實(shí)現(xiàn)可能的最高利用因素以及通過該互連可用的電壓。本專利中描述的制造方法落在傳統(tǒng)半導(dǎo)體處理和涂布技術(shù)的范圍之內(nèi)。因此,極少有例外,盡管大致實(shí)現(xiàn)了技術(shù)成熟度和眾多驗證系統(tǒng),已經(jīng)可用的TE裝置尚未在大量銷售的市場上占有一席之地。這有幾個原因-制造工藝造成高的特定成本(大量的通常很昂貴的工藝步驟)。-對昂貴的TE材料消耗很高。-模塊的單位重量高。-模塊成形的靈活性低。因此,本發(fā)明的目的是提供不再具有前述缺點(diǎn)的方法和熱電元件。本發(fā)明的另一目的是提供一種簡單的熱電元件制造方法,可以用較為經(jīng)濟(jì)的方式將其投入實(shí)踐。本發(fā)明的另一目的在于提供一種熱電元件的制造方法,可以盡可能簡單地使其適應(yīng)不同的要求和不同使用領(lǐng)域中的TE元件設(shè)計。本發(fā)明既涉及TE元件的新穎設(shè)計原理,也涉及在行業(yè)中實(shí)現(xiàn)所述原理所需的制造TE元件的新穎工藝,其中,與常規(guī)工藝相比,大大減少了工藝步驟的數(shù)量,并對剩余工藝步驟進(jìn)行調(diào)整以實(shí)現(xiàn)連續(xù)批量生產(chǎn)。由此,可以使用任何期望種類的TE材料。在本發(fā)明的熱電元件中,與已知熱電元件中一樣,將多個TE芯柱結(jié)合到一起來形成一個或多個熱電偶。TE芯柱是指TE材料的導(dǎo)電區(qū)域。當(dāng)把兩個不同TE材料的TE芯柱電氣結(jié)合后,它們形成熱電偶,然后將熱電偶互連以獲得熱電元件(TE元件)。本發(fā)明使得大大降低TE元件單位制造成本成為可能。此外,新的制造工藝能夠生產(chǎn)更輕、更細(xì)且更靈活的TE元件,因此,不僅僅存在經(jīng)濟(jì)的考慮,該工藝還從技術(shù)上打開了新的應(yīng)用領(lǐng)域。本發(fā)明涉及一種具有如下特征的熱電元件A)多孔電絕緣和熱絕緣材料的扁平載體,其具有第一和第二表面,B)第一熱電偶,由從所述第一到所述第二表面穿過所述扁平載體的孔隙并包括第一熱電材料的至少一個電導(dǎo)體以及從所述第一到所述第二表面穿過所述扁平載體的孔隙并包括第二熱電材料的至少一個電導(dǎo)體形成,其中包括第一和第二熱電材料的導(dǎo)體穿過所述扁平導(dǎo)體,其彼此電絕緣并在所述扁平載體的一個表面上或附近以導(dǎo)電方式彼此連接,且所述第一熱電偶的末端位于所述扁平載體的另一表面上或附近,C)第二熱電偶,由從所述第一到所述第二表面穿過所述扁平載體的孔隙并包括第一熱電材料的至少一個電導(dǎo)體以及從所述第一到所述第二表面穿過所述扁平載體的孔隙并包括第二熱電材料的至少一個電導(dǎo)體形成,其中包括第一和第二熱電材料的導(dǎo)體穿過所述扁平導(dǎo)體,其彼此電絕緣并在所述扁平載體形成所述第一熱電偶的所述第一和第二熱電材料以導(dǎo)電方式彼此連接的表面上或附近以導(dǎo)電方式彼此連接,且所述第二熱電偶的末端位于所述扁平載體的另一表面上或附近,D)任選的其他熱電偶,由從所述第一到所述第二表面穿過所述扁平載體的孔隙并包括第一熱電材料的至少一個電導(dǎo)體以及從所述第一到所述第二表面穿過所述扁平載體的孔隙并包括第二熱電材料的至少一個電導(dǎo)體形成,其中包括第一和第二熱電材料的導(dǎo)體穿過所述扁平導(dǎo)體,其彼此電絕緣并在所述扁平載體形成所述第一熱電偶的所述第一和第二熱電材料以導(dǎo)電方式彼此連接的表面上或附近以導(dǎo)電方式彼此連接,且所述其他熱電偶的末端位于所述扁平載體的另一表面上或附近,E)所述第一、第二和任選其他熱電偶所述末端在并聯(lián)和/或串聯(lián)電路中的導(dǎo)電連接,以及F)用于饋送或汲取電能的引線,所述引線電連接到所述第一、第二和任選的其他熱電偶。本發(fā)明還涉及用于制造上文所述熱電元件的方法,其具有如下步驟-a)提供多孔電絕緣和熱絕緣材料的扁平載體,其具有第一和第二表面,b)向所述扁平載體的預(yù)定區(qū)域中引入至少一種熱電材料或其前體并向所述扁平載體的預(yù)定區(qū)域中引入至少一種第二熱電材料或其前體,如果使用的是前體,然后則應(yīng)用適當(dāng)?shù)墓に嚥襟E將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的熱電材料,從而由從第一到第二表面穿過所述扁平載體的孔隙形成包括第一熱電材料的電導(dǎo)體和包括第二熱電材料的電導(dǎo)體,所述導(dǎo)體以彼此電絕緣的方式從一個表面到另一表面穿過所述扁平載體,C)在所述扁平載體的一個表面上在所述第一熱電材料和所述第二熱電材料之間建立導(dǎo)電連接,以形成第一熱電偶,所述第一熱電偶的末端顯露于所述扁平載體的另一表面上,d)將步驟b)和C)重復(fù)一次或多次,從而形成至少一個第二熱電偶,以及e)在所述扁平載體的另一表面上在所述第一熱電偶的一端和所述第二熱電偶的一端以及任選的其他熱電偶的一端之間建立導(dǎo)電連接,使得所述第一、第二和任選的其他熱電偶彼此互連成串聯(lián)電路或并聯(lián)電路。在從屬權(quán)利要求中描述了本發(fā)明的熱電元件和本發(fā)明的制造方法的優(yōu)選實(shí)施例。本發(fā)明的熱電元件的設(shè)計原理和本發(fā)明的制造方法的精髓是使用多孔基體或多孔襯底(在下文中稱為"扁平載體")。該扁平載體由耐熱性和耐化學(xué)性充分高、熱導(dǎo)率盡可能最低且具有頂側(cè)和底側(cè)的電絕緣材料構(gòu)成,即,其長度和寬度尺度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其余空間方向(厚度)的尺度。典型地,扁平載體的厚度在0.5到10mm范圍內(nèi),但在本發(fā)明的方法中也可以使用更小或更大厚度的載體。該扁平載體可以是剛性的或柔性的。制造TE芯柱的所有必需步驟都發(fā)生在扁平載體上或扁平載體處或在該扁平載體的孔隙/空腔中,于是能夠進(jìn)行連續(xù)制造,無需在工藝步驟之間進(jìn)行復(fù)雜的個別操縱。該扁平載體以板(剛性材料)的形式或"從巻到巻"("巻到巻")(對于柔性材料而言)的形式通過整個制造過程。后一種選擇從紙張、塑料膜或紡織品的典型制造方法借鑒了很多,而前一種選擇被認(rèn)為類似于絕緣板或?qū)訅旱装宓闹圃旆椒?。于是,已?jīng)有了能夠容易調(diào)整的成熟技術(shù)用于處理(傳輸和組裝)兩類載體。為了制造本發(fā)明的TE元件,現(xiàn)在以適當(dāng)方式將適于所需用途的熱電材料,優(yōu)選為TE半導(dǎo)體材料(典型的是n摻雜和p摻雜型)引入扁平載體的孔隙中,以便獲得從頂側(cè)到底側(cè)連續(xù)穿過扁平載體延伸但在扁平載體內(nèi)部彼此電絕緣的芯柱陣列。因此,扁平載體中的孔隙或孔隙組合必需要從扁平載體的頂側(cè)到底側(cè)充分連續(xù)。另一方面,孔壁的狀態(tài)以及孔隙的可能的纏繞性質(zhì)(扭轉(zhuǎn))不是那么重要。在下文中也將把具有以上述方式連續(xù)的TE芯柱的扁平載體稱為TE層。所有這些都可用在本發(fā)明的方法中的不同的工藝措施也是可能的,以便實(shí)現(xiàn)芯柱的必需電互連。具體而言它們包括以下三個流程措施,可以在本發(fā)明的方法中單個或組合使用這些措施1、例如,通過濺射、印刷工藝、氣相淀積或其他施加方法直接在TE層的頂側(cè)和/或底側(cè)上施加導(dǎo)體路徑結(jié)構(gòu)。2、在多孔襯底中或上制造導(dǎo)體路徑結(jié)構(gòu),即根據(jù)類似于制造TE層的方法,并將該多孔襯底與TE層組合。3、通過涂布、蝕刻或其他施加或材料去除方法在致密或多孔襯底中或上制造導(dǎo)體路徑結(jié)構(gòu),并將該多孔襯底與TE層組合。在另一工藝步驟中將根據(jù)第二或第三工藝措施通過這種方式連續(xù)制造的獨(dú)立器件(在下文中指稱為互連層)永久結(jié)合到TE層。為此,將這些不同的功能層彼此堆疊在一起,任選地,還通過TE芯柱和導(dǎo)體路徑之間的電接觸面處的電絕緣層以及電接觸增強(qiáng)層附加在一個或兩個外側(cè)上,并通過適當(dāng)方法,例如燒結(jié)、粘結(jié)、擠壓、熔融、焊接或錫焊,以多層夾層結(jié)構(gòu)的形式將其彼此永久結(jié)合。各TE芯柱的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)之內(nèi)的電接觸以及TE芯柱之間借助互連層形成的接觸特別重要,因為電學(xué)結(jié)電阻對熱電效率影響很大。優(yōu)選對從襯底表面顯露的導(dǎo)體進(jìn)行錫焊,以便建立扁平載體表面上形成熱電芯柱的導(dǎo)體和/或相鄰芯柱的導(dǎo)體的電連接。尤其優(yōu)選地,利用設(shè)置在載體/襯底頂側(cè)和/或底側(cè)上的金屬箔改善電接觸。這些金屬箔可以是純金屬箔或金屬化或涂布金屬的聚合物箔、紙或織物箔。在于扁平載體中制造導(dǎo)體的過程之后,或者可能在用于連接導(dǎo)體和箔的錫焊過程之后,必需將這些箔結(jié)構(gòu)化成對應(yīng)于期望熱電互連的電絕緣或連接區(qū)域??梢酝ㄟ^對表面進(jìn)行打磨或切割以機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化。對于非常窄的結(jié)構(gòu)和薄載體襯底而言,最好利用激光束切割金屬表面。不過,優(yōu)選使用具有預(yù)制導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的金屬化箔,在各種方法和材料以及客戶特定結(jié)構(gòu)中都提供了這種箔。在此,大量具有金屬圖案的封裝材料應(yīng)當(dāng)是充分的證據(jù)。在接下來的組裝過程中,如有需要可以通過預(yù)期的方法,例如鋸開、切割、激光切割、水射流切割或沖壓機(jī)切割將通過這種方式獲得的夾層結(jié)構(gòu)細(xì)分成更小的模塊,并為其裝備電接觸,例如焊料凸耳、接觸腿、帶護(hù)套電纜和/或插件接觸。此外,例如,可以通過澆灌、就地收縮方法或箔焊接對熱電元件進(jìn)行封裝。如果對于給定的應(yīng)用情況而言,需要比可以利用上述方法制造的更厚的結(jié)構(gòu),可以將多個高度的相同層組合在夾層結(jié)構(gòu)中而非組合在個別高度上。這尤其對于TE層而言可能是所關(guān)心的。在這種情況下,以這種方式彼此堆疊的不同TE芯柱未必一定由相同TE材料制成,而是還可以通過這種方式實(shí)現(xiàn)所謂的功能分級。這確保了在最佳溫度范圍內(nèi)操作每種不同TE材料,從而能夠以最佳總效率覆蓋給定溫度窗口。為了實(shí)施所述發(fā)明,提到的不同材料必需要符合很高的特定要求并具有高度特定的屬性或?qū)傩越M合。在下文中將針對所有提到的材料類別系統(tǒng)描述這些。所述的期望最終結(jié)構(gòu)和制造工藝為扁平載體的材料提出了一系列要求-機(jī)械硬度(例如,特別是足夠大的斷裂和抗撕裂強(qiáng)度)_在"巻到巻"制造方法中有足夠大的柔性。-磨損低。_足夠的空穴率(孔體積)-充分連續(xù)的孔隙或孔隙組合。-適當(dāng)?shù)目讖椒植?根據(jù)TE材料的引入方法)-熱穩(wěn)定性(根據(jù)制造工藝和應(yīng)用情況)-熱導(dǎo)率低(主要的熱流應(yīng)當(dāng)經(jīng)過TE芯柱)-電絕緣。_定義的孔壁和外側(cè)的浸潤性(根據(jù)所用的以及制造工藝中要引入的物質(zhì)和輔助物質(zhì))_低密度(重量減輕)_熱膨脹系數(shù)與完成的夾層結(jié)構(gòu)的其他層匹配可以通過如下材料類別,但并非排他地通過這些類別來滿足這些要求_基于玻璃纖維(實(shí)心和/或中空纖維)的紡織品,例如編織布、經(jīng)編、諱編、紗、氈或尤其是纖維網(wǎng)。-基于天然纖維或人造纖維(實(shí)心和/或中空纖維)的紡織品,例如編織布、經(jīng)編、緯編、紗、氈或尤其是纖維網(wǎng)。_礦物/陶瓷實(shí)心和/或中空纖維的結(jié)構(gòu)物,例如纖維網(wǎng)或氈。_陶瓷材料的多孔燒結(jié)制品?;谥锌绽w維材料的優(yōu)點(diǎn)在于它們通常比實(shí)心纖維具有更低的熱導(dǎo)率和更低的密度。此外,機(jī)械性能常常更好。此外,有時可以通過涂層改善柔性載體的屬性。這種涂層例如可以由聚合物、玻璃、陶瓷或硬質(zhì)材料,例如碳化鈣或氮化物構(gòu)成。也可以將前述物質(zhì)的任何期望混合物用作涂層,可以將它們以膜或粘附顆粒的形式施加在柔性載體上。對互連層的要求類似于對TE襯底材料(扁平載體)的要求。不過,與TE襯底材料相反,在這種情況下常常需要最高的可能熱導(dǎo)率,例如對熱傳輸?shù)淖枇Φ?,除多孔物質(zhì)外還可以使用致密和無孔載體。除了上文針對柔性載體列出的材料之外,還可以為多孔互連層使用如下材料類別-擁有電絕緣涂層的金屬結(jié)構(gòu)物,優(yōu)選是擁有電絕緣涂層的金屬絲柔性結(jié)構(gòu)物,例如編織布、經(jīng)編、緯編、紗、氈或纖維網(wǎng)。對用于互連層的致密襯底材料提出的要求類似于用于多孔互連層的襯底材料的要求。例如,可以通過如下材料類別,但并非排他地通過這些類別來滿足這些要求-致密填充或致密涂布的基于陶瓷纖維、礦物纖維、天然纖維或塑料纖維的織物復(fù)合材料,例如實(shí)心或中空纖維的編織布、經(jīng)編、緯編、紗、纖維網(wǎng)或氈。_塑料箔或板。_陶瓷板。_致密填充或致密涂布的金屬結(jié)構(gòu)物,優(yōu)選是擁有電絕緣涂層的金屬絲柔性結(jié)構(gòu)物,例如編織布、經(jīng)編、緯編、紗、氈或纖維網(wǎng)。由于在互連層中常常需要良好的熱導(dǎo)率,因此在這種情況下,與中空纖維相比,實(shí)心纖維通常具有優(yōu)點(diǎn)。不過,在某種情況下,在中空纖維中進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓δ芴畛湓谶@種情況下能夠有所幫助甚至增加特殊優(yōu)點(diǎn)。此外,正像TE襯底材料那樣,有時可以通過涂層改善互連層的性質(zhì)。為此,可以使用與針對TE襯底材料所述相同的材料。在不導(dǎo)電載體材料上涂布金屬氧化物甚至有可能將它們逐點(diǎn)還原成金屬,從而完全生成或支持所需的導(dǎo)體路徑結(jié)構(gòu)。例如,可以通過選擇性逐點(diǎn)激活涂層來實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變。例如,可以通過激光、等離子體、電弧或電感加熱,或通過用激光、x射線源、粒子束源或uv燈輻照,或通過電場,或通過磁場,或借助聚焦的超聲波來實(shí)現(xiàn)這一目的。在該過程中,可以同時使用諸如氫氣、一氧化碳或合成氣的還原氣氛或利用液體還原劑或與涂層混合且同時或單獨(dú)被激活的反應(yīng)成分浸潤。本發(fā)明的熱電元件優(yōu)選包括電絕緣層。對其提出的要求類似于用于互連層的襯底材料的要求。例如,可以由用于致密多孔互連層的上述材料類別滿足這些要求。此外,可以由所有種類的涂層,例如人造樹脂、清漆、粉末清漆、陶瓷燒入涂層或瓷釉形成電絕緣層。原則上,可以使用任何已知的或?qū)硪_發(fā)出的TE材料制造本發(fā)明的熱電元件,條件是其適于本發(fā)明制造工藝的各工藝步驟。原則上,所有金屬都是熱電導(dǎo)體的候選者,包括合金和金屬間化合物。金屬的范例為鉻、鐵、銅、鎳、鉑、銠或鈦。優(yōu)選地,使用半導(dǎo)體以及n型和/或p型半導(dǎo)體;例如,以純物質(zhì)、p摻雜或/和n摻雜形式或組合形式使用硅、鍺、鉍、銻和碲。類似地,可以使用基于有機(jī)化合物的半導(dǎo)體材料。尤其優(yōu)選使用如下類別的TE材料-BixTeyXz(碲化鉍),其中X二Sb,Sn和/或Se,x,y和z是大于零,直到10的彼此獨(dú)立的有理數(shù)。_PbTe(碲化鉛)-SihGe,(鍺化硅),其中x代表大于零直到小于1的有理數(shù)。-CoxSbyXz(銻化鈷),其中X=Fe和/或Ce,x、y和z為大于零直到15的彼此獨(dú)立的有理數(shù)。-ZnxSby(銻化鋅),其中x和y是大于零直到10的彼此獨(dú)立的有理數(shù)。-FexSiy(硅化鐵),其中x和y是大于零直到10的彼此獨(dú)立的有理數(shù)。_有機(jī)半導(dǎo)體,例如摻雜四甲基三苯胺的聚碳酸酯(TMTPD)、并五苯、三-(8-羥基喹啉)鋁或TEA(TCNQ)2。在這種情況下,無論是由傳統(tǒng)半導(dǎo)體制造方法還是由其他方法生產(chǎn)的材料都沒有關(guān)系,其他方法例如有"薄膜超晶格"、"量子阱結(jié)構(gòu)"、"量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)"或"非量子約束"方法。在下文中將根據(jù)范例更詳細(xì)地描述本發(fā)明的TE元件的制造情況。對于工作TE層而言,必需要在扁平載體上生成第一和第二熱電材料的芯柱(通常為p摻雜和n摻雜TE半導(dǎo)體芯柱)的明確設(shè)置。芯柱必需要從扁平載體的一側(cè)到另一側(cè)連續(xù),但在扁平載體之內(nèi)必需彼此電絕緣。為了生產(chǎn)這種TE芯柱,或者必需要以明確方式將適當(dāng)?shù)腡E材料引入扁平載體中,或者必需要將TE材料的適當(dāng)前體引入扁平載體并通過后繼轉(zhuǎn)變過程將其轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的TE活性形式。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以使用不同的引入TE材料或其前體的方法。可以將其分成-"正性方法",其中,在背側(cè)上有正性抗蝕劑的情況下,例如通過絲網(wǎng)印刷、噴墨印刷、逐點(diǎn)熔融浸透或電化學(xué)淀積,在期望的位置上選擇性施加TE材料或其前體。_"負(fù)性方法",其中,借助輔助材料封閉/阻斷扁平載體中將不會被施加任何材料的所有區(qū)域,之后借助局部非選擇性方法,例如通過涂抹、浸漬、電化學(xué)淀積、氣相淀積或熔化物浸透,用TE材料或其前體填充仍可觸及的區(qū)域,之后如有需要將輔助材料去除。如上文已經(jīng)重點(diǎn)指出的,所引入的材料可以是已經(jīng)有活性的TE材料或其前體,前體僅在其他適當(dāng)工藝步驟中被轉(zhuǎn)變成TE活性形式/變型。這種前體的范例可以是-氧化或其他化學(xué)改性形式的TE材料,純物質(zhì)或與其他物質(zhì)混合。_TE材料或其化學(xué)改性物質(zhì)與固體、液體或氣體引入增強(qiáng)劑的混合物。-顆粒形式的TE材料或其化學(xué)改性物質(zhì),以粉末或懸浮液的形式制備。-前述TE前體與轉(zhuǎn)變增強(qiáng)劑,例如還原和氧化劑的混合物。例如,可以通過如下方法或其組合實(shí)現(xiàn)通過這種方式引入TE活性芯柱中的前體的轉(zhuǎn)變_(在熱或輻射的作用下)煅燒-(在熱或輻射的作用下)燒結(jié)-(通過化學(xué)還原劑或以電化學(xué)方式)還原-(通過化學(xué)氧化劑或以電化學(xué)方式)氧化-沉淀_結(jié)晶在印刷工藝中,從送料輥展開扁平載體并在明確界定的位置用n摻雜和p摻雜TE前體交替對其進(jìn)行浸透。通過爐使這些前體材料轉(zhuǎn)變成它們相應(yīng)的TE活性形式。最后,利用鎳或另一種接觸金屬逐點(diǎn)濺射確保所獲得的TE芯柱良好的電接觸性??梢灶愃朴谏衔乃龅腡E層的制造在多孔襯底中制造互連層。必需要根據(jù)上述方法以明確界定方式向所選載體的孔結(jié)構(gòu)中引入適當(dāng)?shù)慕佑|材料或其前體??梢允褂萌缦虏牧献鳛榻佑|材料_具有良好電導(dǎo)率的金屬,例如Cu、Al、Ag或Au。_這種金屬的前體,例如它們的氧化物、氯化物或其他化合物。-金屬或前體與引入增強(qiáng)劑的混合物。-上述金屬、前體或其具有轉(zhuǎn)變增強(qiáng)劑的混合物,轉(zhuǎn)變增強(qiáng)劑例如是還原劑或氧化劑??梢杂萌芤?、懸浮液、散布液、粉末或熔融物的形式將這些材料引入多孔襯底中。與上文所述的多孔介質(zhì)中的結(jié)構(gòu)相反,也可以在致密襯底上構(gòu)建互連層。為此,必需要為襯底的選擇性確定區(qū)域提供適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料或可以轉(zhuǎn)變成導(dǎo)電材料的適當(dāng)前體。為此,可以使用如下制造方法,例如-印刷方法,例如絲網(wǎng)印刷或噴墨方法。-濺射。-蝕刻方法(類似于傳統(tǒng)導(dǎo)體路徑的制造)-其他材料去除方法,例如碾磨、拋光、刨屑或激光燒蝕。適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料和前體,如必要的話還有將其轉(zhuǎn)變成所需活性形式的過程,與在多孔載體中形成其相同。為了獲得工作TE元件,必需將兩側(cè)上的一個或多個連續(xù)TE層和互連層彼此組合,以形成夾層構(gòu)造,或者必需要在TE層的自由外表面兩側(cè)上施加適當(dāng)?shù)幕ミB結(jié)構(gòu)。根據(jù)所選的材料組合、在一方面的TE材料以及另一方面的互連層中的導(dǎo)電材料,可能需要在兩者之間引入一種或多種接觸增強(qiáng)劑,以便確保更持久的連接以及損耗最小的TE層和互連層之間的載流子和熱傳輸。在某種情況下,在疊置多個TE層時,甚至可能需要還在它們之間插入適當(dāng)?shù)慕佑|增強(qiáng)劑,以在熱流方向上獲得TE芯柱的最佳電接觸。從傳統(tǒng)TE器件中充分了解了這種接觸增強(qiáng)劑。它們還支持例如在TE材料的界面處注入或汲取電荷載流子(電子或空穴),輔助將TE材料錫焊、燒結(jié)或焊接到導(dǎo)電材料上或TE材料之間,并形成功能層之間的彈性接合,從而補(bǔ)償例如不同的熱膨脹系數(shù)。接觸增強(qiáng)劑的典型范例有-SixGeyXz(X^對于n摻雜或p摻雜而言的其他任選元素)-鎢-鎳-銀_金如紙張、封裝和層壓地板行業(yè)中慣用的,可以類似于成熟的巻到巻方法實(shí)現(xiàn)將各種功能層組合成可用的夾層結(jié)構(gòu)。以界限分明的方式將上述方法制造的功能層堆疊在一起并通過適當(dāng)方法將其機(jī)械和電氣地持久結(jié)合。本領(lǐng)域的技術(shù)人員充分了解這種方法。其范例的非窮舉列表包括-壓延-熱壓-爐接合-激光結(jié)合圖1中示出了本發(fā)明方法的一種可能實(shí)施例。圖1示出了進(jìn)給輥(600),其上纏繞著扁平載體或多孔襯底(601,611)。從進(jìn)給輥(600)上展開扁平載體(601),利用n型半導(dǎo)體或其前體(603a)以及P型半導(dǎo)體或其前體(603b)(通過浸透裝置(602a,602b)施加)對其進(jìn)行浸漬,并傳輸通過加熱區(qū)(604),在加熱區(qū)中進(jìn)行煅燒、氧化或還原以及燒結(jié)或?qū)⑶绑w轉(zhuǎn)變成TE材料,從而使TE材料以n摻雜(605a)和p摻雜(605b)活性形式存在。之后,通過施加裝置(606),例如施加鎳的濺射裝置,在扁平載體上施加接觸增強(qiáng)劑(607)。為了制造互連層,從進(jìn)給輥(600)上展開扁平載體(611),利用由浸透裝置(612)施加的諸如銅或其前體(613)的電導(dǎo)體對其浸漬,并傳輸通過加熱區(qū)(614),在加熱區(qū)中發(fā)生煅燒、氧化或還原以及燒結(jié),或者將前體轉(zhuǎn)變成電導(dǎo)體(615)。在彎直輥(616)上將通過這種方式制造的互連層傳遞到具有TE材料的扁平載體(601)的表面上,并將另一互連層傳遞到具有TE材料的扁平載體的另一表面上。在壓延機(jī)(608)中將三層合成物永久結(jié)合到一起,將完成的合成物(609)纏繞到中間存儲輥(610)上,使得如必要的話可以隨后對其進(jìn)行進(jìn)一步組裝。與上述獨(dú)立互連層的制造相反,還可以直接在TE層兩側(cè)或一側(cè)上生產(chǎn)用于TE層互連和以實(shí)現(xiàn)高效率熱傳輸?shù)姆绞浇佑|其的必要結(jié)構(gòu)??梢詫⒈绢I(lǐng)域的技術(shù)人員公知的涂布技術(shù)用于該目的。其范例的非窮舉列表包括濺射、錫焊方法、箔涂覆、印刷工藝和噴墨工藝。利用這些方法,可以在TE層上以界限分明的設(shè)置施加導(dǎo)電材料或其適當(dāng)前體。如必要的話,必需要使用其他下游轉(zhuǎn)變工藝將前體轉(zhuǎn)變成所需的最終材料的形式,例如燒結(jié)、煅燒、還原(通過化學(xué)還原劑或通過電化學(xué)工藝)、氧化(通過化學(xué)氧化劑或通過電化學(xué)工藝)或再沉淀。如果在TEG的計劃用途中可用溫差非常大,或者要在珀爾帖元件中建立大的期望溫差,可以通過選擇包括多個甚至含不同TE材料(用于功能分級)的TE層而非僅一個TE層的結(jié)構(gòu)來進(jìn)一步提高效率。通過這種方式,可以確保不同TE材料中的每種都工作在沿TE器件中形成的溫度分布曲線的其最佳溫度范圍中。根據(jù)TE材料,如上所述,組合多個TE層可能必需要使用適當(dāng)?shù)慕佑|增強(qiáng)劑。TE元件的最外層形成電絕緣層。如果不是在所有應(yīng)用中,也是在大部分應(yīng)用中需要這樣??梢灶愃朴谄渌δ軐訉⑵渲圃鞛楠?dú)立的層,然后與TE元件組合,或者可以在完成的TE元件上以涂層形式施加其??梢岳妙愃朴谟糜谄渌δ軐拥姆椒ǎ缤ㄟ^用適當(dāng)填充材料完全填充多孔襯底的孔體積,制造單獨(dú)制備的層??梢灶愃朴趦?nèi)部功能層,將單獨(dú)制造的絕緣層與TE器件組合。用于該目的的方法范例的非窮舉列表包括壓延、(熱)壓、粘結(jié)、收縮配合(例如整個模塊周圍的收縮管)。根據(jù)應(yīng)用情況,盡管必需確保絕緣層和TE元件之間的良好熱傳輸(例如通過適當(dāng)?shù)膴A緊/壓擠和/或彼此接觸的表面的適當(dāng)幾何形狀),甚至可以想到絕緣層和TE元件之間沒有機(jī)械連接的松散設(shè)置。或者,可以以涂層的形式施加絕緣層。這種做法的范例的非窮舉列表包括浸漬、噴漆(例如利用溶劑、乳狀液或粉末清漆)、施加基面涂層(例如利用陶瓷漿)、氣相淀積方法(例如PVD或CVD)、濺射、就地收縮方法或澆灌。最后,可以針對應(yīng)用情況調(diào)整根據(jù)本發(fā)明的方法制造的大面積TE元件,通過切割、鋸開、沖壓或任何其他期望方法將其細(xì)分成所需幾何形狀的尺寸,并進(jìn)行組合??梢愿鶕?jù)需要通過錫焊、沖壓、壓印、粘結(jié)或其他方法附著引線、焊片或接觸針。對于某些應(yīng)用而言,可能需要提供額外的涂層或外殼,以針對某些環(huán)境影響做出保護(hù)??梢酝ㄟ^公知方法完成涂布/密封。涂敷方法的非窮舉列表包括浸漬、噴漆(例如利用溶劑、乳狀液或粉末清漆)、氣相淀積方法(例如PVD或CVD)和濺射。外殼可以具有適當(dāng)幾何形狀的剛性或柔性封皮的形式,TE元件即安裝于其中。其他選擇是就地收縮工藝或澆灌。本發(fā)明還涉及將熱電元件用于產(chǎn)生電能,用于產(chǎn)生或耗散熱能以及用于溫度測量。在優(yōu)選實(shí)施例中,將廢氣、廢水、太陽或其他源加熱的表面、隔絕更冷底層結(jié)構(gòu)的底板或地毯或工藝技術(shù)中的溫差作為熱源。對于加熱系統(tǒng)、電廠、機(jī)動車輛、船只或飛機(jī)的廢氣而言尤其適用這點(diǎn)。用于操作本發(fā)明的熱電元件的另一優(yōu)選熱源為體熱。將在圖2到12中更詳細(xì)地解釋本發(fā)明,但不應(yīng)視為本發(fā)明限于那些實(shí)施例。附圖示出了圖2:本發(fā)明的TE層或已填充互連層的示意側(cè)視圖(截面)。示出了電絕緣載體材料或襯底(301a)。其具有填充有n摻雜熱電有源半導(dǎo)體材料的區(qū)域或孔隙(302a)和填充有p摻雜熱電有源半導(dǎo)體材料的區(qū)域或孔隙(303a)。也可以將該結(jié)構(gòu)用作互連層。在這種情況下,電絕緣載體材料或襯底的存在形式為未填充區(qū)域或體塊襯底材料(304a)與填充區(qū)域或孔隙(302a,303a)的導(dǎo)電材料的組合。圖3:具有連續(xù)孔隙的載體/襯底范例中的本發(fā)明TE層或填充互連層的示意側(cè)視圖(截面)。示出了電絕緣載體材料或襯底(301b)。其具有帶填充有n摻雜熱電有源半導(dǎo)體材料的孔隙的區(qū)域(302b)和帶填充有p摻雜熱電有源半導(dǎo)體材料的孔隙的區(qū)域(303b)。也可以將該結(jié)構(gòu)用作互連層。在這種情況下,電絕緣載體材料或襯底的存在形式為具有自由孔體積的未填充區(qū)域(304b)與包含填充有導(dǎo)電材料的孔隙(302b,303b)的區(qū)域的組合。該圖還示出了未填充的連續(xù)孔(305b)。圖4:具有連續(xù)和不連續(xù)孔隙的載體/襯底范例中的本發(fā)明TE層或填充互連層的示意側(cè)視圖(截面)。示出了電絕緣載體材料或襯底(301c)。其具有帶填充有n摻雜熱電有源半導(dǎo)體材料的孔隙的區(qū)域(302c)和帶填充有p摻雜熱電有源半導(dǎo)體材料的孔隙的區(qū)域(303c)。載體材料包含連續(xù)和不連續(xù)孔隙,其中一些是高度分支的或扭曲的。也可以將該結(jié)構(gòu)用作互連層。在這種情況下,電絕緣載體材料或襯底的存在形式為具有自由孔體積的未填充區(qū)域(304c)與包含填充有導(dǎo)電材料的孔隙的區(qū)域(302c,303c)的組合。該圖還示出了未填充的連續(xù)孔(305c)。圖5:由纖維(例如羊毛、氈制品、編織布料)形成的載體/襯底范例中的本發(fā)明TE層或填充互連層的示意側(cè)視圖(截面)。示出了電絕緣纖維的電絕緣載體材料或襯底(301d)。其具有填充有n摻雜熱電有源半導(dǎo)體材料的區(qū)域(302d)和填充有p摻雜熱電有源半導(dǎo)體材料的區(qū)域(303d)。也可以將該結(jié)構(gòu)用作互連層。在這種情況下,電絕緣載體材料或襯底的存在形式為具有自由孔體積的未填充區(qū)域(304d)與包含導(dǎo)電材料的區(qū)域(302d,303d)的組合。圖6:由燒結(jié)或凝結(jié)顆粒形成的載體/襯底范例中的本發(fā)明TE層或填充互連層的示意側(cè)視圖(截面)。示出了電絕緣顆粒的電絕緣載體材料或襯底(301e)。其具有填充有n慘雜熱電有源半導(dǎo)體材料的區(qū)域(302e)和填充有p摻雜熱電有源半導(dǎo)體材料的區(qū)域(303e)。也可以將該結(jié)構(gòu)用作互連層。在這種情況下,電絕緣載體材料或襯底的存在形式為具有自由孔體積的未填充區(qū)域(304e)與包含導(dǎo)電材料的區(qū)域(302e,303e)的組合。圖7:具有n摻雜和p摻雜TE芯柱的可能設(shè)置的扁平載體/襯底的頂側(cè)或底側(cè)的示意俯視圖。示出了n摻雜TE芯柱(401)和p摻雜TE芯柱(402)的不同設(shè)置。圖7a示出了TE芯柱的交替設(shè)置(類似于棋盤),例如可以在迄今為止市場上買得到的大部分熱電裝置中找到這種設(shè)置。圖7b示出了設(shè)置成交替平行行的TE芯柱。圖7c示出了具有矩形水平投影的TE芯柱。圖7d示出了連續(xù)長行形式的交替TE芯柱。圖8:具有n摻雜和p摻雜TE芯柱的可能設(shè)置以及施加于兩個表面的電互連結(jié)構(gòu)的扁平載體/襯底的頂側(cè)或底側(cè)的示意俯視圖。示出了圖7a到7d中所示的n摻雜和p摻雜TE芯柱設(shè)置的互連(對應(yīng)于圖8a到8d)。施加于頂側(cè)上的互連結(jié)構(gòu)(501)被示為暗灰色,而施加于底側(cè)上的互連結(jié)構(gòu)(502)被示為陰影線區(qū)域。圖9:本發(fā)明的多層TE層的示意側(cè)視圖(截面)。示出了多層電絕緣多孔載體材料或襯底(301f)。其具有填充有n摻雜熱電有源半導(dǎo)體材料的區(qū)域(302f)和填充有p摻雜熱電有源半導(dǎo)體材料的區(qū)域(303f)。還示出了未填充的電絕緣區(qū)域(304f)。圖10:本發(fā)明的多層TE層的示意側(cè)視圖(截面),在彼此堆疊的TE芯柱之間具有接觸增強(qiáng)劑。示出了多層電絕緣多孔襯底材料或載體(301g)。其具有填充有n摻雜熱電有源半導(dǎo)體材料的區(qū)域(302g)和填充有p摻雜熱電有源半導(dǎo)體材料的區(qū)域(303g)。還示出了未填充的電絕緣區(qū)域(304g)。在襯底(301g)的各層之間是包含接觸增強(qiáng)劑的區(qū)域(306g),其將填充有有源半導(dǎo)體材料的各層的區(qū)域(302g,303g)彼此電連接。圖ll:本發(fā)明的具有功能分級的多層TE層的示意側(cè)視圖(截面)。示出了多層電絕緣多孔載體材料或襯底(301h)。其具有填充有n摻雜熱電有源半導(dǎo)體材料的區(qū)域(302h)和填充有p摻雜熱電有源半導(dǎo)體材料的區(qū)域(303h)。這些區(qū)域在襯底(301h)的各層中是不同的。不同的灰度級代表不同的TE材料。還示出了未填充的電絕緣區(qū)域(304h)。圖12:本發(fā)明的具有功能分級且在彼此堆疊的TE芯柱之間具有接觸增強(qiáng)劑的多層TE層的示意側(cè)視圖(截面)。示出了多層電絕緣多孔載體材料或襯底(301i)。其具有填充有n摻雜熱電有源半導(dǎo)體材料的區(qū)域(302i)和填充有p摻雜熱電有源半導(dǎo)體材料的區(qū)域(303i)。這些區(qū)域在襯底(301i)的各層中是不同的。不同的灰度級代表不同的TE材料。還示出了未填充的電絕緣區(qū)域(304i)。在襯底(301i)的各層之間設(shè)置包含接觸增強(qiáng)劑的區(qū)域(306i),其將填充有有源半導(dǎo)體材料的各層的區(qū)域(302i,303i)彼此電連接。圖13:進(jìn)行電接觸之前范例2的TE元件的頂視圖(圖13a)以及進(jìn)行電接觸并施加電絕緣層之后的側(cè)視圖(圖13b)。在襯底條(701)中交替設(shè)置填充有n摻雜和p摻雜碲化鉍的區(qū)域(702,703),通過導(dǎo)電銅箔(704)在襯底頂側(cè)和底側(cè)上交替連接這些區(qū)域以形成串聯(lián)電路中的熱電偶,并利用剛玉膜電隔離層在兩側(cè)覆蓋它們。圖13b中的接觸對應(yīng)于圖8d中的接觸。下文中的范例不帶限制地解釋了本發(fā)明。范例范例la、lb和lc(熔融浸透)利用熔融的碲化鉍(Bi2Te3)浸漬涂布了陶瓷的多孔扁平材料的不同樣口叩o使用的是玻璃纖維編織布的扁平載體(范例la)、聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維網(wǎng)(PET纖維網(wǎng))(范例lb)和不銹鋼編織布(范例lc)。每個扁平載體都涂布有細(xì)顆粒剛玉(A1203),且是通過從WO03/072231所知的工藝制備的。將這些樣品塊放置在吸濾器上,使得能夠在襯底的底側(cè)上產(chǎn)生負(fù)壓。之后在襯底的頂側(cè)上施加少量的熔融碲化鉍。在所有情況下,都發(fā)現(xiàn)在固化之前熔化物滲透到襯底的底側(cè)。在所有情況下,都檢測從襯底頂側(cè)到底側(cè)的電導(dǎo)率。這表示已經(jīng)形成了碲化鉍的連續(xù)芯柱。不過,在范例lc的襯底中,還在襯底表面中發(fā)現(xiàn)了電導(dǎo)率,得出的結(jié)論是編織布的陶瓷涂層不完整。因此,在這種形式中,這種材料不適于作為本發(fā)明TE元件的襯底。相反,范例lb的襯底在滲透區(qū)域的邊界處表現(xiàn)出斷裂和裂痕。滲透區(qū)容易破裂。這是可以理解的,因為在600°C以上熔化碲化鉍的溫度大大高于PET的熔化和分解溫度。范例la的襯底未表現(xiàn)出任何表示滲入工藝負(fù)面效應(yīng)的機(jī)械弱點(diǎn)。生產(chǎn)的TE芯柱的測量電導(dǎo)率在體塊碲化鉍電導(dǎo)率的量級上,因此不執(zhí)行獨(dú)立的耗時的塞貝克系數(shù)確定??梢钥煽康丶僭O(shè)所獲得的芯柱具有熱電行為。范例2(散布浸透)通過碾壓和篩分制備粒徑小于5um的n摻雜碲化鉍(n-Bi2Te3)和p摻雜碲化鉍(p-Bi2Te3)的粉末。將兩種粉末都散布到粘性漿料,每種粉末都具有相同體積的散布增強(qiáng)劑。將平均分子量為400到500g/mo1的二-三甲硅垸基-聚乙二醇用作散布增強(qiáng)劑。向股GFaserverbundwerkstoffsGmbH,Waldenbuch供應(yīng)的空心玻璃纖維編織布型216g的條上交替施加作為邊長lcm正方形芯柱的散布的n-BiJe3和p-Bi2Te3。在該過程中,通過編織布?xì)饪讛D壓漿料,從而在載體襯底的底側(cè)釋放它們,并在芯柱區(qū)域中完全浸透編織布。在芯柱區(qū)域之間保持至少5mm的未浸透距離。總共灌注10個芯柱(5個p芯柱和5個n芯柱)。然后在250°C的烤爐中對灌注襯底條加熱30分鐘,以煅燒散布增強(qiáng)劑。接下來,通過用導(dǎo)電銀帶鋪展TE芯柱并利用銅箔將它們交替連接成串聯(lián)電路,在條的頂側(cè)和底側(cè)上交替電連接TE芯柱。在經(jīng)灌注和接觸處理的襯底條的頂側(cè)和底側(cè)的每個上放置剛玉膜薄條(ccflex)作為電絕緣層。在兩個金屬輪廊之間放置通過這種方式制備的熱電偶條,從而使得在每種情況下,剛玉膜的整個區(qū)域都與金屬輪廓接觸。將金屬輪廓之一保持在0±10°C的溫度,另一個金屬輪廓保持在100±30°C。在串聯(lián)電路的末端之間測量熱電效應(yīng)造成的總開路電壓(無電流)。根據(jù)溫度差測量到50mV到160mV的開路電壓。權(quán)利要求1、一種熱電元件,其具有如下特征A)多孔電絕緣和熱絕緣材料的扁平載體,其具有第一和第二表面,B)第一熱電偶,由從所述第一到所述第二表面穿過所述扁平載體的孔隙且包括第一熱電材料的至少一個電導(dǎo)體以及從所述第一到所述第二表面穿過所述扁平載體的孔隙且包括第二熱電材料的至少一個電導(dǎo)體形成,其中包括第一和第二熱電材料的導(dǎo)體以彼此電絕緣的方式穿過所述扁平載體,并在所述扁平載體的一個表面上以導(dǎo)電方式彼此連接,且所述第一熱電偶的末端位于所述扁平載體的另一表面上,C)第二熱電偶,由從所述第一到所述第二表面穿過所述扁平載體的孔隙且包括第一熱電材料的至少一個電導(dǎo)體以及從所述第一到所述第二表面穿過所述扁平載體的孔隙且包括第二熱電材料的至少一個電導(dǎo)體形成,其中包括第一和第二熱電材料的導(dǎo)體以彼此電絕緣的方式穿過所述扁平載體,并在所述扁平載體的形成所述第一熱電偶的所述第一和第二熱電材料以導(dǎo)電方式彼此連接的表面上以導(dǎo)電方式彼此連接,且所述第二熱電偶的末端位于所述扁平載體的另一表面上,D)任選的其他熱電偶,由從所述第一到所述第二表面穿過所述扁平載體的孔隙且包括第一熱電材料的至少一個電導(dǎo)體以及從所述第一到所述第二表面穿過所述扁平載體的孔隙且包括第二熱電材料的至少一個電導(dǎo)體形成,其中包括第一和第二熱電材料的導(dǎo)體以彼此電絕緣的方式穿過所述扁平載體,并在所述扁平載體的形成所述第一熱電偶的所述第一和第二熱電材料以導(dǎo)電方式彼此連接的表面上以導(dǎo)電方式彼此連接,且所述其他熱電偶的末端位于所述扁平載體的另一表面上,E)所述第一、第二和任選的其他熱電偶的所述末端在并聯(lián)或串聯(lián)電路中的導(dǎo)電連接,以及F)用于饋送或汲取電能的引線,所述引線電連接到所述第一、第二和任選的其他熱電偶。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的熱電元件,其特征在于,除了所述第一熱電偶和所述第二熱電偶之外,還提供彼此串聯(lián)或并聯(lián)互連的其他熱電偶。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的熱電元件,其特征在于,在所述扁平載體的所述第一和第二表面上存在彼此電連接的如下特征(i)包括第一熱電材料的至少一個電導(dǎo)體與包含第二熱電材料的至少一個電導(dǎo)體;以及(ii)至少一個熱電偶與至少一個其他熱電偶。4、根據(jù)權(quán)利要求l所述的熱電元件,其特征在于,通過電串聯(lián)或并聯(lián)電路使所有熱電偶互連,使得所述熱電偶的電壓或電流值相加在一起,且其特征在于,在彼此互連的所述熱電偶的兩個或更多端點(diǎn)處提供引線,經(jīng)由所述引線分出所產(chǎn)生的溫差電壓或經(jīng)由所述引線饋送電壓,以便將所述熱電偶作為珀爾帖元件操作。5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的熱電元件,其特征在于,包括所述電導(dǎo)體和所述熱電偶的電互連的所述扁平載體的至少一個表面,優(yōu)選兩個表面設(shè)置有電絕緣材料覆蓋物,優(yōu)選為箔或涂層。6、根據(jù)權(quán)利要求l所述的熱電元件,其特征在于,所述扁平載體是由有機(jī)或無機(jī)聚合物、玻璃、陶瓷材料、金屬和半金屬氧化物、碳化鈣、氮化物、硼化物或其混合物構(gòu)成的電絕緣和熱絕緣織物、開孔泡沫材料、海綿或燒結(jié)制品,優(yōu)選為編織布、經(jīng)編、紗布、緯編、氈或尤其是纖維網(wǎng)。7、根據(jù)權(quán)利要求l所述的熱電元件,其特征在于,所述扁平載體包含空腔或孔隙或互連孔,所述空腔或孔隙從所述第一到第二表面是連續(xù)的,且其中形成有所述電導(dǎo)體,所述電導(dǎo)體形成所述熱電偶。8、根據(jù)權(quán)利要求l所述的熱電元件,其特征在于,由所述扁平載體的至少一個表面上的導(dǎo)電涂層實(shí)現(xiàn)所述電導(dǎo)體和/或所述熱電偶的所述電互連。9、根據(jù)權(quán)利要求l所述的熱電元件,其特征在于,所述扁平載體與形式為另一扁平載體的至少一個互連層平面接觸,其中所述互連層內(nèi)部或其一個或兩個表面上包括導(dǎo)電區(qū)域,所述導(dǎo)電區(qū)域與所述扁平載體中的所述電導(dǎo)體和/或所述熱電偶電互連,從而形成熱電偶和/或熱電偶的串聯(lián)或并聯(lián)電路。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱電元件,其特征在于,所述熱電偶與所述互連層內(nèi)部或表面上的所述導(dǎo)電區(qū)域的電互連是通過使所述熱電偶與己施加到所述互連層的表面上且與所述互連層內(nèi)部或表面上的所述導(dǎo)電區(qū)域電接觸的導(dǎo)電材料的觸點(diǎn)相接觸而實(shí)現(xiàn)的,所述觸點(diǎn)與包含所述熱電偶的所述扁平載體的表面平面接觸,從而在可從外部觸及的所述熱電偶和可從外部觸及的所述互連層的所述觸點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)電接觸。11、根據(jù)權(quán)利要求10所述的熱電元件,其特征在于,在所述熱電偶的所述觸點(diǎn)和所述互連層的所述觸點(diǎn)之間提供接觸增強(qiáng)劑,以便降低電阻。12、根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電元件,其特征在于,通過施加在所述扁平載體的表面之一的預(yù)定區(qū)域上的導(dǎo)電箔,來實(shí)現(xiàn)包括第一熱電材料的至少一個導(dǎo)體與包括第二熱電材料的至少一個導(dǎo)體之間的電連接,以形成熱電偶。13、根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電元件,其特征在于,通過施加在所述扁平載體的表面之一的預(yù)定區(qū)域上的導(dǎo)電箔,來實(shí)現(xiàn)至少一個熱電偶與至少一個其他熱電偶之間的電連接。14、根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的熱電元件,其特征在于,所述箔具有導(dǎo)電區(qū)域和不導(dǎo)電區(qū)域,其中所述導(dǎo)電區(qū)域連接包含所述第一熱電材料的導(dǎo)體和包含所述第二熱電材料的導(dǎo)體以形成熱電偶,或者它們將多個熱電偶彼此電連接。15、根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電元件,其特征在于,所述第一和第二熱電材料是從由金屬、金屬合金、半導(dǎo)體、導(dǎo)電聚合物和導(dǎo)電無機(jī)材料構(gòu)成的組中選擇的。16、根據(jù)權(quán)利要求15所述的熱電元件,其特征在于,所述第一和第二熱電材料是從由鉻、鐵、銅、銀、金、鎳、鉬、銠、鈦、前述金屬的合金、導(dǎo)電聚合物、P型半導(dǎo)體、n型半導(dǎo)體、尤其是摻雜硅、摻雜鍺或碲化銻鉍、碳、以及兩種或更多前述物質(zhì)的任何混合物、合金和化合物構(gòu)成的組中選擇的。17、根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電元件,其特征在于,其具有多個配備有TE芯柱的扁平載體,所述載體包含相同或不同的第一和第二熱電材料的組合的TE芯柱,將所述扁平載體設(shè)置成層結(jié)構(gòu)的形式,以獲得多層TE層,并將通過這種方式獲得的連續(xù)TE芯柱彼此電互連,以形成熱電偶。18、根據(jù)權(quán)利要求17所述的熱電元件,其特征在于,為不同的扁平載體提供不同的第一和第二熱電材料的TE芯柱。19、根據(jù)權(quán)利要求17所述的熱電元件,其特征在于,提供接觸增強(qiáng)劑,用于所述扁平載體的所述TE芯柱的電接觸。20、根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電元件,其特征在于,所述扁平載體的材料是從由苯并環(huán)丁烯、聚酰胺、聚氨基甲酸酯、聚醚酮、聚亞芳基硫醚、聚亞芳基砜、優(yōu)選為聚乙烯或聚丙稀的聚烯烴、優(yōu)選為聚萘二甲酸乙二醇酯或聚對苯二甲酸乙二醇酯的聚脂、聚酰亞胺、聚丙烯腈、優(yōu)選為聚四氟乙烯的含氟聚合物、玻璃或這些材料中的兩種或更多種的混合物構(gòu)成的組中選擇的。21、根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電元件,其特征在于,在所述扁平載體的所述第一和/或第二表面附近提供與所述表面熱接觸的線路,通過所述線路向所述表面供應(yīng)加熱流體和/或冷卻流體。22、一種制造根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電元件的方法,所述方法包括如下步驟a)提供多孔電絕緣和熱絕緣材料的扁平載體,其具有第一和第二表面,b)向所述扁平載體的預(yù)定區(qū)域中引入至少一種熱電材料或其前體并向所述扁平載體的預(yù)定區(qū)域中引入至少一種第二熱電材料或其前體,如果使用的是前體,則然后應(yīng)用適當(dāng)?shù)墓に嚥襟E將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的熱電材料,從而從第一到第二表面穿過所述扁平載體的孔隙,形成包括第一熱電材料的電導(dǎo)體和包括第二熱電材料的電導(dǎo)體,所述導(dǎo)體以彼此電絕緣的方式從一個表面到另一表面穿過所述扁平載體,c)在所述扁平載體的一個表面上的所述第一熱電材料和所述第二熱電材料之間建立導(dǎo)電連接,以形成第一熱電偶,所述第一熱電偶的末端顯露于所述扁平載體的另一表面上,d)將步驟b)和c)重復(fù)一次或多次,從而形成至少一個第二熱電偶,以及e)在所述扁平載體的另一表面上的所述第一熱電偶的一端和所述第二熱電偶的一端以及任選的其他熱電偶的一端之間建立導(dǎo)電連接,使得第一、第二和任選的其他熱電偶在串聯(lián)電路或并聯(lián)電路中彼此互連。23、根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法,其特征在于,以較小單位的形式組裝配備有熱電偶的所述扁平載體。24、根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法,其特征在于,附著用于饋送和汲取電能的引線,所述引線與彼此電互連的所述熱電偶的自由端電接觸。25、根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法,其特征在于,在多孔扁平載體的明確限定的彼此分離的區(qū)域中選擇性地引入熱電活性材料或其前體,使得能夠在所述載體的兩個表面上或從所述載體的兩個表面進(jìn)行電接觸,在完成制造工藝之后在這些區(qū)域的每個中確保有從所述載體一個表面到另一個表面的電通路且所述載體中的不同區(qū)域不會彼此電接觸。26、根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法,其特征在于,通過如下操作實(shí)現(xiàn)所述熱電活性材料或其前體的引入(i)通過正性方法引入,其中,優(yōu)選通過絲網(wǎng)印刷、噴墨印刷、逐點(diǎn)熔化浸透或電化學(xué)淀積,在背側(cè)上有正性抗蝕劑的情況下,在所述扁平載體中的期望位置處選擇性地施加所述熱電活性材料,或(ii)通過負(fù)性方法引入,其中,借助輔助材料封閉或阻斷所述扁平載體中將不會有任何材料的所有區(qū)域,之后借助局部非選擇性方法,優(yōu)選通過涂抹、浸漬、電化學(xué)淀積、氣相淀積或熔化物浸透,對仍可觸及的區(qū)域進(jìn)行浸潤。27、根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法,其特征在于,以熔融形式向所述扁平載體中引入或向其上施加所述熱電活性材料。28、根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法,其特征在于,以懸浮液或散布液的形式向所述扁平載體中引入或向其上施加所述熱電活性材料,其中所述懸浮液或散布液包含細(xì)粒形式的所述熱電活性材料以及溶劑和任選的輔助物質(zhì),尤其是散布增強(qiáng)劑、乳化劑和/或其他處理輔助物。29、根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法,其特征在于,在引入所述熱電活性材料之后,優(yōu)選通過蒸發(fā)、干燥、煅燒、氧化、還原、氫化、浸取、沖洗和/或溶解,從所述扁平載體去除所添加的輔助物質(zhì)。30、根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法,其特征在于,首先從施加在所述扁平載體的表面上的熱電活性材料去除輔助物質(zhì),然后優(yōu)選通過熔化并同時在所述扁平載體的相對側(cè)上施加負(fù)壓或在所述扁平載體的淀積側(cè)上施加正壓,通過在淀積側(cè)上涂抹并散布液體且同時向所述扁平載體的相對側(cè)上抽吸該液體,通過在由適當(dāng)振動搖動所述扁平載體的同時進(jìn)行搖晃就位,或通過施加電場或磁場,將所述熱電活性材料轉(zhuǎn)移到所述扁平載體的孔隙內(nèi)部。31、根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法,其特征在于,以包括所述前體材料以及適當(dāng)溶劑、散布增強(qiáng)劑、乳化劑和/或處理輔助物質(zhì)的溶液、懸浮液或散布液的形式向所述扁平載體中引入或在所述扁平載體上施加熱電活性材料的前體。_32、根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法,其特征在于,在引入所述前體之后,優(yōu)選通過蒸發(fā)、干燥、煅燒、氧化、還原、氫化、浸取、沖洗或溶解,從所述襯底去除所加的溶劑、散布增強(qiáng)劑、乳化劑和/或處理輔助物質(zhì)。33、根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法,其特征在于,在引入所述前體之后,優(yōu)選通過添加與所述前體材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)且最終產(chǎn)生熱電活性材料的物質(zhì),或通過煅燒、氧化、氫化或其他適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)工藝,將所述前體轉(zhuǎn)變成熱電活性材料而無需事先去除所述溶劑、散布增強(qiáng)劑、乳化劑和/或處理輔助物質(zhì),其中,在該轉(zhuǎn)變期間完全或部分去除、轉(zhuǎn)變和/或分解在開始階段仍然存在的所述溶劑、散布增強(qiáng)劑、乳化劑和/或處理輔助物質(zhì)。34、根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法,其特征在于,通過電化學(xué)工藝將引入所述扁平載體孔隙中的所述前體轉(zhuǎn)變成熱電活性材料。35、根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法,其特征在于,通過與輔助物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)將引入所述扁平載體的孔隙中的所述前體轉(zhuǎn)變成熱電活性材料,其中借助外部電場或磁場將這些輔助物質(zhì)轉(zhuǎn)移到所述多孔扁平載體的內(nèi)部。36、根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法,其特征在于,使用玻璃、陶瓷、設(shè)有電絕緣涂層的金屬、無機(jī)或有機(jī)聚合物或這些材料中的兩種或更多種的組合的扁平載體,在所述載體中,所述孔隙從頂側(cè)到底側(cè)是連續(xù)的,且它們的壁以電絕緣方式起作用。37、根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法,其特征在于,使用聚合物的混合物、聚合物的合成物或陶瓷合成物形式的扁平載體。38、根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法,其特征在于,使用由燒結(jié)顆粒和/或纖維形成的扁平載體,所述載體是開孔泡沫材料或以海綿、開孔結(jié)構(gòu)的形式存在,優(yōu)選為實(shí)心和/或中空纖維的織物,尤其是編織布、經(jīng)編、緯編、紗布、超或纖維網(wǎng)。39、根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法,其特征在于,使用了包括多種彼此不均勻混合的物質(zhì)的扁平載體,其中這些物質(zhì)中的一部分形成支撐結(jié)構(gòu),尤其是編織布、纖維網(wǎng)或燒結(jié)制品形式的支撐結(jié)構(gòu),而這些物質(zhì)的其他部分完全或部分覆蓋、尤其是以基面涂層或清漆的形式覆蓋該支撐結(jié)構(gòu)。40、根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法,其特征在于,使用了包括多種彼此不均勻混合的物質(zhì)的扁平載體,其中這些物質(zhì)中的一部分充當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)筑物,借助所述物質(zhì)中的其他部分,尤其是粘合劑、連接增強(qiáng)劑或接合劑,機(jī)械地穩(wěn)定所述結(jié)構(gòu)構(gòu)筑物,從而形成期望的結(jié)構(gòu)。41、根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法,其特征在于,使用由不同形態(tài)和成分的多個層、平面或區(qū)域形成扁平載體,其中每個單獨(dú)的層、平面或區(qū)域均具有根據(jù)權(quán)利要求40所述的單獨(dú)結(jié)構(gòu)。42、根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法,其特征在于,為了對所述熱電偶進(jìn)行電互連或在扁平載體或多個扁平載體中形成所述熱電偶,在一個或多個所述扁平載體的一個或兩個表面上的預(yù)定位置施加導(dǎo)電涂層。43、根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法,其特征在于,通過焊接方法,施加導(dǎo)電膏或施加導(dǎo)電連接層,優(yōu)選借助濺射工藝、氣體相淀積、氣相淀積或電鍍實(shí)現(xiàn)在所述扁平載體的一個表面上的所述第一熱電材料和所述第二熱電材料之間建立導(dǎo)電連接,以形成熱電偶和/或在所述熱電偶的末端之間建立導(dǎo)電連接。44、根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法,其特征在于,為了施加導(dǎo)電連接層,使用具有導(dǎo)電和不導(dǎo)電區(qū)域的箔,在其導(dǎo)電區(qū)域中顯露出包括所述第一熱電材料的所述電導(dǎo)體和包括所述第二熱電材料的所述電導(dǎo)體的末端或至少兩個熱電偶的相應(yīng)一個末端,或者其特征在于,使用僅具有導(dǎo)電區(qū)域的箔,且在所述電導(dǎo)體和/或所述熱電偶之間建立所述電連接之后,利用位于其間的電絕緣區(qū)域?qū)⑺霾殖啥鄠€區(qū)域,從而獲得熱電偶和/或熱電偶的串聯(lián)或并聯(lián)電路。45、根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法,其特征在于,在所述扁平載體的所述第一和/或第二表面上或附近提供與所述表面熱接觸的線路,通過所述線路向所述表面供應(yīng)加熱流體和/或冷卻流體。46、根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法,其特征在于,為了對所述熱電偶進(jìn)行電互連或形成所述熱電偶,為所述扁平載體配備一個或兩個互連層,或?qū)⒍鄠€扁平載體與一個或多個互連層組合并永久或可拆除地連接到其上,所述一個或多個互連層以導(dǎo)電方式施加在所述扁平載體的一側(cè)或兩側(cè)上。47、根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法,其特征在于,具有通過公知方法制造的導(dǎo)體路徑結(jié)構(gòu)的聚合物或陶瓷載體被用作所述互連層。48、根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法,其特征在于,將多孔電絕緣材料的扁平載體用作所述互連層,在其上已經(jīng)在預(yù)定區(qū)域中施加了至少一種導(dǎo)電材料或其前體,如果使用的是前體,則己經(jīng)執(zhí)行了適當(dāng)?shù)墓に嚥襟E以將其轉(zhuǎn)變成所述導(dǎo)電材料,從而在這些區(qū)域中形成導(dǎo)電材料圖案。49、根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法,其特征在于,用于制造所述互連層的所述扁平載體是導(dǎo)熱的且是電絕緣的。50、根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法,其特征在于,為了提高所述互連層的熱導(dǎo)率,利用具有高熱導(dǎo)率的電絕緣物質(zhì)填充仍剩下的孔體積。51、根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法,其特征在于,為了進(jìn)一步提高所述熱導(dǎo)率,借助擠壓、輾壓和/或其他壓緊方法將所述互連層壓緊,以便實(shí)現(xiàn)所述熱導(dǎo)率的增大。52、根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法,其特征在于,借助擠壓、碾壓、熱壓、壓延、燒結(jié)和/或擴(kuò)散焊方法將一個或多個扁平載體與一個或多個互連層組合并鍵合,以形成復(fù)合結(jié)構(gòu),從而在待電連接的TE芯柱的觸點(diǎn)和所述互連層上的與其相對的觸點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)電連接。53、根據(jù)權(quán)利要求52所述的方法,其特征在于,尤其是通過切割、鋸、激光切割、水射流切割、沖壓切割或壓印,將一個或多個扁平載體和一個或多個互連層的復(fù)合結(jié)構(gòu)分成和/或組裝成預(yù)定尺寸的較小單元。54、根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法,其特征在于,尤其是利用插頭、插座、焊片和/或柔性纜線為已組裝的復(fù)合結(jié)構(gòu)中的所述互連層提供外部電接觸,以便為電氣或電子部件賦予可連接性。55、根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法,其特征在于,為了實(shí)現(xiàn)外部電絕緣,在一個或兩個外側(cè)使所述熱電元件與具有充分的熱導(dǎo)率的電絕緣材料的箔或板永久地或可拆除地結(jié)合。56、根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法,其特征在于,為了實(shí)現(xiàn)外部電絕緣,在一個或兩個外側(cè)使扁平載體和互連層的所述復(fù)合結(jié)構(gòu)與具有充分的熱導(dǎo)率的電絕緣材料的箔或板永久地或可拆除地結(jié)合。57、根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法,其特征在于,為了實(shí)現(xiàn)外部電絕緣和/或保護(hù)其不受環(huán)境影響,優(yōu)選通過噴漆、涂敷粉末、浸漬涂敷、收縮管或箔的就地收縮或澆灌,為所述熱電偶提供涂層。58、根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法,其特征在于,為了實(shí)現(xiàn)外部電絕緣和/或保護(hù)其不受環(huán)境影響,優(yōu)選通過噴漆、涂敷粉末、浸漬涂敷、收縮管或箔的就地收縮或澆灌,為扁平載體和互連層的所述復(fù)合結(jié)構(gòu)提供涂層。59、根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電偶在產(chǎn)生電能方面的應(yīng)用。60、根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電偶在產(chǎn)生或耗散熱能方面的應(yīng)用。61、根據(jù)權(quán)利要求59所述的應(yīng)用,其特征在于,將廢氣、廢水、太陽或其他源加熱的表面、隔絕較冷底層結(jié)構(gòu)的地板或地毯或工藝技術(shù)中的溫差作為熱源。62、根據(jù)權(quán)利要求61所述的應(yīng)用,其特征在于,將加熱系統(tǒng)、電廠、機(jī)動車輛、船只或飛機(jī)的廢氣用作熱源。63、根據(jù)權(quán)利要求59所述的用法,其特征在于,將體熱用作熱源。64、根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電偶在溫度測量方面的應(yīng)用。全文摘要描述了利用多孔基體或多孔襯底制造的熱電元件。該基體由耐熱性和耐化學(xué)性充分高且熱導(dǎo)率盡可能最低的電絕緣材料構(gòu)成,并在預(yù)定區(qū)域中提供不同的熱電材料,從而在基體中形成連續(xù)導(dǎo)體。將這些導(dǎo)體彼此電連接以形成熱電偶,然后將熱電偶彼此電互連以形成熱電元件。該制造方法成本低廉且非常靈活,因此可以為最豐富的應(yīng)用生產(chǎn)熱電元件。文檔編號H01L35/32GK101542763SQ200780043181公開日2009年9月23日申請日期2007年9月5日優(yōu)先權(quán)日2006年11月21日發(fā)明者G·馬爾科夫茲,R·許特,T·舒爾茨申請人:贏創(chuàng)德固賽有限責(zé)任公司
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