本發(fā)明涉及一種熱電模塊，尤其涉及一種橫向輸出電壓的熱電模塊。

背景技術(shù)：

許多產(chǎn)業(yè)在制造過(guò)程中需耗費(fèi)大量能源及產(chǎn)生可觀的熱，造成大量的能源浪費(fèi)。一般熱電模塊可利用溫差發(fā)電，其優(yōu)點(diǎn)在于所占空間不大，以及維修成本低，因此適合用來(lái)回收產(chǎn)業(yè)廢熱以避免能源浪費(fèi)。

然而，一般傳統(tǒng)熱電模塊僅產(chǎn)生與溫差方向平行的電場(chǎng)，不易通過(guò)模塊中P型與N型熱電構(gòu)件尺寸的改變來(lái)調(diào)整模塊的熱電效能，因此需要串接大量的P型與N型的熱電材料方可在固定溫差下得到較高的輸出電壓。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種熱電模塊，其可有效地提升模塊效率。

本發(fā)明提供一種熱電模塊，包括至少一個(gè)PN結(jié)元件。PN結(jié)元件包括PN結(jié)結(jié)構(gòu)、多個(gè)上電極以及至少一個(gè)下電極。PN結(jié)結(jié)構(gòu)包括N型熱電構(gòu)件與P型熱電構(gòu)件，其中N型熱電構(gòu)件與P型熱電構(gòu)件相向的側(cè)面相接。上電極彼此分離且分別覆蓋N型熱電構(gòu)件的部分上表面或P型熱電構(gòu)件的部分上表面。下電極覆蓋N型熱電構(gòu)件的下表面與P型熱電構(gòu)件的下表面。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述熱電模塊中，N型熱電構(gòu)件與P型熱電構(gòu)件可為半導(dǎo)體材料，其電荷載子濃度例如是介于10¹⁸cm^-3至10²¹cm^-3之間。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述熱電模塊中，N型熱電構(gòu)件的材料可為BiTe系熱電材料、PbTe系熱電材料或SiGe系熱電材料。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述熱電模塊中，P型熱電構(gòu)件的材料可為BiTe系熱電材料、PbTe系熱電材料或SiGe系熱電材料。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述熱電模塊中，上電極與下電極材料 分別可為金屬或金屬?gòu)?fù)合的導(dǎo)電材料。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述熱電模塊中，N型熱電構(gòu)件與P型熱電構(gòu)件的形狀分別可為條狀、弧狀或環(huán)狀。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述熱電模塊中，N型熱電構(gòu)件與P型熱電構(gòu)件可組成條狀、弧狀或環(huán)狀。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述熱電模塊中，N型熱電構(gòu)件與P型熱電構(gòu)件分別為弧狀或環(huán)狀，或者N型熱電構(gòu)件與P型熱電構(gòu)件組成弧狀或環(huán)狀時(shí)，PN結(jié)元件可應(yīng)用于管狀熱源。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述熱電模塊中，上電極與下電極的形狀分別可為條狀、弧狀或環(huán)狀。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述熱電模塊中，在一個(gè)PN結(jié)元件中的下電極的數(shù)量可為一個(gè)，且完全覆蓋或部分覆蓋N型熱電構(gòu)件的下表面與P型熱電構(gòu)件的下表面。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述熱電模塊中，PN結(jié)結(jié)構(gòu)的數(shù)量可為多個(gè)且分離設(shè)置，且在相鄰兩個(gè)PN結(jié)結(jié)構(gòu)中，相互分離的N型熱電構(gòu)件的上表面與P型熱電構(gòu)件的上表面通過(guò)所述上電極連接，相鄰的下電極互相不接觸。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述熱電模塊中，在一個(gè)PN結(jié)元件中的下電極的數(shù)量可為多個(gè)，且下電極彼此分離且分別覆蓋部分N型熱電構(gòu)件的部分下表面或部分P型熱電構(gòu)件的部分下表面。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述熱電模塊中，在同一個(gè)PN結(jié)元件中，下電極之間可具有暴露出N型熱電構(gòu)件的部分下表面與P型熱電構(gòu)件的部分下表面的開(kāi)口。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述熱電模塊中，PN結(jié)結(jié)構(gòu)的數(shù)量可為多個(gè)且分離設(shè)置，且在一個(gè)PN結(jié)結(jié)構(gòu)中的N型熱電構(gòu)件的上表面以及P型熱電構(gòu)件的下表面分別通過(guò)上電極與下電極連接至一側(cè)的P型熱電構(gòu)件的上表面以及N型熱電構(gòu)件的下表面。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述熱電模塊中，在一個(gè)PN結(jié)結(jié)構(gòu)中的N型熱電構(gòu)件的下表面以及P型熱電構(gòu)件的上表面分別通過(guò)下電極與上電極連接至另一側(cè)的P型熱電構(gòu)件的下表面以及N型熱電構(gòu)件的上表面。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述熱電模塊中，上電極與PN結(jié)結(jié)構(gòu)的連接方式可通過(guò)焊料或直接壓合進(jìn)行連接。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述熱電模塊中，下電極與PN結(jié)結(jié)構(gòu)的連接方式可通過(guò)焊料或直接壓合進(jìn)行連接。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述熱電模塊中，在同一個(gè)PN結(jié)元件中，上電極之間可具有暴露出N型熱電構(gòu)件的部分上表面與P型熱電構(gòu)件的部分上表面的開(kāi)口。

基于上述，本發(fā)明所提出的熱電模塊中，通過(guò)N型熱電構(gòu)件與P型熱電構(gòu)件相向的側(cè)面相接的設(shè)計(jì)，以及上電極彼此分離且分別覆蓋N型熱電構(gòu)件的部分上表面或P型熱電構(gòu)件的部分上表面的設(shè)置方式，可產(chǎn)生垂直于冷端與熱端的溫差方向的橫向溫度梯度，即可在PN結(jié)結(jié)構(gòu)中形成二維溫度梯度，因此可具有引導(dǎo)載流子的效果，使得在固定溫差下可得到更大的輸出電壓，以提升模塊效率。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的熱電模塊的示意圖；

圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例的熱電模塊的示意圖；

圖3為本發(fā)明第三實(shí)施例的熱電模塊的示意圖；

圖4為本發(fā)明第四實(shí)施例的熱電模塊的示意圖；

圖5為本發(fā)明第五實(shí)施例的熱電模塊的示意圖；

圖6為本發(fā)明第六實(shí)施例的熱電模塊的示意圖；

圖7為本發(fā)明第七實(shí)施例的熱電模塊的示意圖；

圖8為本發(fā)明第八實(shí)施例的熱電模塊的示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

100、700：PN結(jié)元件；

200、300、400、500、600、800：熱電模塊；

102：PN結(jié)結(jié)構(gòu)；

104：N型熱電構(gòu)件；

106：P型熱電構(gòu)件；

107、109：開(kāi)口；

108：上電極；

110：下電極；

L1、L2、L3：負(fù)載；

HT：管狀熱源。

具體實(shí)施方式

圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的熱電模塊的示意圖。

請(qǐng)參照?qǐng)D1，熱電模塊包括至少一個(gè)PN結(jié)元件100。在此實(shí)施例中，熱電模塊是以包括一個(gè)PN結(jié)元件100為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，即可采用一個(gè)PN結(jié)元件100作為熱電模塊的最小單元，但本發(fā)明并不以此為限。在其他實(shí)施例中，熱電模塊亦可包括多個(gè)PN結(jié)元件100。

一個(gè)PN結(jié)元件100包括一個(gè)PN結(jié)結(jié)構(gòu)102、多個(gè)上電極108以及至少一個(gè)下電極110。在第一實(shí)施例中，是以一個(gè)PN結(jié)元件100包括一個(gè)下電極110為例進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明不以此為限。在其他實(shí)施例中，一個(gè)PN結(jié)元件100亦可包括多個(gè)下電極110。

PN結(jié)結(jié)構(gòu)102包括N型熱電構(gòu)件104與P型熱電構(gòu)件106，且N型熱電構(gòu)件104與P型熱電構(gòu)件106相向的側(cè)面相接。在此實(shí)施例中，是以N型熱電構(gòu)件104與P型熱電構(gòu)件106相向的側(cè)面完全相接為例進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明不以此為限。N型熱電構(gòu)件104與P型熱電構(gòu)件106可為半導(dǎo)體材料，其電荷載子濃度例如是介于10¹⁸cm^-3至10²¹cm^-3之間。當(dāng)半導(dǎo)體材料的電荷載子濃度高于10²¹cm^-3，則席貝克(Seebeck)系數(shù)太低。當(dāng)電荷載子濃度低于10¹⁸cm^-3，則電阻率太高。N型熱電構(gòu)件104可為常溫?zé)犭姴牧?如BiTe系熱電材料)、中溫?zé)犭姴牧?如PbTe系熱電材料)或高溫?zé)犭姴牧?如SiGe系熱電材料)。P型熱電構(gòu)件106的材料可為常溫?zé)犭姴牧?如BiTe系熱電材料)、中溫?zé)犭姴牧?如PbTe系熱電材料)或高溫?zé)犭姴牧?如SiGe系熱電材料)。然而，本發(fā)明并不以上述N型熱電構(gòu)件104與P型熱電構(gòu)件106的材料為限，任何熱電材料系統(tǒng)其電荷載子濃度介于前述范圍內(nèi)皆可適用。

N型熱電構(gòu)件104與P型熱電構(gòu)件106的形狀分別可為條狀、弧狀或環(huán) 狀，且N型熱電構(gòu)件104與P型熱電構(gòu)件106還可組成條狀、弧狀或環(huán)狀。在此實(shí)施例中，是以N型熱電構(gòu)件104與P型熱電構(gòu)件106的形狀為條狀，且N型熱電構(gòu)件104與P型熱電構(gòu)件106組成條狀為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。此外，當(dāng)N型熱電構(gòu)件104與P型熱電構(gòu)件106為弧狀或環(huán)狀時(shí)(請(qǐng)參照?qǐng)D3與圖4)，或者N型熱電構(gòu)件104與P型熱電構(gòu)件106組成弧狀或環(huán)狀時(shí)(請(qǐng)參照?qǐng)D5與圖6)，PN結(jié)元件100可適用于常見(jiàn)管狀熱源，例如是熱水管或廢氣管。

上電極108彼此分離且分別覆蓋N型熱電構(gòu)件104的部分上表面或P型熱電構(gòu)件106的部分上表面，所以在上電極108之間會(huì)具有暴露出N型熱電構(gòu)件104的部分上表面與P型熱電構(gòu)件106的部分上表面的開(kāi)口107。此外，在同一個(gè)PN結(jié)元件100中，一個(gè)上電極108僅會(huì)覆蓋N型熱電構(gòu)件104與P型熱電構(gòu)件106中之一者的部分上表面。換言之，在同一個(gè)PN結(jié)元件100中，一個(gè)上電極108不會(huì)同時(shí)覆蓋N型熱電構(gòu)件104與P型熱電構(gòu)件106。上電極108可為金屬或金屬?gòu)?fù)合的導(dǎo)電材料，其電阻率例如是低于10^-6Ω·m。上電極108的形狀可為條狀、弧狀或環(huán)狀。在此實(shí)施例中，上電極108的形狀是以條狀為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

下電極110覆蓋N型熱電構(gòu)件104的下表面與P型熱電構(gòu)件106的下表面。下電極110可完全覆蓋或部分覆蓋PN結(jié)結(jié)構(gòu)102中的N型熱電構(gòu)件104的下表面與所述P型熱電構(gòu)件106的下表面，只要下電極110同時(shí)覆蓋到N型熱電構(gòu)件104的下表面與所述P型熱電構(gòu)件106的下表面，而使得N型熱電構(gòu)件104與P型熱電構(gòu)件106在鄰近于下電極110的部分形成等電位即可。下電極110可為金屬或金屬?gòu)?fù)合的導(dǎo)電材料。下電極110的形狀可為條狀、弧狀或環(huán)狀。在此實(shí)施例中，下電極110的形狀是以條狀為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

上電極108以及下電極110與PN結(jié)結(jié)構(gòu)102的連接方式分別可通過(guò)焊料或直接壓合進(jìn)行連接。在本實(shí)施例中，當(dāng)使用直接壓合的方式進(jìn)行連結(jié)時(shí)，可避免焊料的使用，進(jìn)而避免因焊料耐熱度的限制而影響整體PN結(jié)元件100應(yīng)用的溫度范圍。

上電極108與下電極110的其中之一鄰近于熱端，另一則鄰近于冷端。在此實(shí)施例與下文的其他實(shí)施例中，皆是以上電極108鄰近于冷端且下電極110鄰近于熱端為例進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明不以此為限。換言之，亦可將電極108鄰近于熱端且下電極110鄰近于冷端。

相較于上電極108下方的N型熱電構(gòu)件104與P型熱電構(gòu)件106，開(kāi)口107下方的N型熱電構(gòu)件104與P型熱電構(gòu)件106未被上電極108所覆蓋而會(huì)與空氣進(jìn)行接觸。由于空氣的導(dǎo)熱率比上電極108小，因此N型熱電構(gòu)件104與P型熱電構(gòu)件106會(huì)在上電極108覆蓋的區(qū)域與未覆蓋的區(qū)域之間的產(chǎn)生橫向溫度梯度。其中，橫向溫度梯度的方向垂直于冷端與熱端的溫差方向，即可在PN結(jié)結(jié)構(gòu)102中形成二維溫度梯度。由于上述橫向溫度梯度會(huì)在其方向上產(chǎn)生橫向電壓梯度，而具有引導(dǎo)載流子向上電極108的效果。因此，在固定溫差的情況下，通過(guò)在PN結(jié)結(jié)構(gòu)102中所形成的二維溫度梯度，可在二個(gè)上電極108之間得到更大的輸出電壓，以提升模塊效率。

此外，通過(guò)上述橫向電壓梯度可產(chǎn)生垂直于冷端與熱端的溫差方向的橫向電流。上述橫向電流會(huì)從P型熱電構(gòu)件106流至N型熱電構(gòu)件104，且通過(guò)上電極108進(jìn)行輸出。因此，本實(shí)施例的PN結(jié)元件100所產(chǎn)生的橫向電流僅通過(guò)兩個(gè)上電極108，因此相較于現(xiàn)有技術(shù)中的熱電模塊可減少電流通過(guò)接點(diǎn)的數(shù)量，以降低熱電模塊的總電阻，進(jìn)而提高輸出電壓，以提升模塊效率。

另外，PN結(jié)元件100僅須在上電極108側(cè)組裝配線，進(jìn)而使PN結(jié)元件100的結(jié)構(gòu)與形狀更為彈性。

基于上述實(shí)施例可知，通過(guò)N型熱電構(gòu)件104與P型熱電構(gòu)件106相向的側(cè)面相接的設(shè)計(jì)，以及上電極108彼此分離且分別覆蓋N型熱電構(gòu)件104的部分上表面或P型熱電構(gòu)件106的部分上表面的設(shè)置方式，可產(chǎn)生垂直于冷端與熱端的溫差方向的橫向溫度梯度，即可在PN結(jié)結(jié)構(gòu)102中形成二維溫度梯度，因此可具有引導(dǎo)載流子的效果，使得在固定溫差下可得到更大的輸出電壓，以提升模塊效率。

圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例的熱電模塊的示意圖。

請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1與圖2，第二實(shí)施例與第一實(shí)施例差異如下。第二實(shí)施例中的熱電模塊200包括多個(gè)PN結(jié)元件100，而具有多個(gè)PN結(jié)結(jié)構(gòu)102。PN結(jié)結(jié)構(gòu)102分離設(shè)置，且在相鄰兩個(gè)PN結(jié)結(jié)構(gòu)102中，相互分離的N型熱電構(gòu)件104的上表面與P型熱電構(gòu)件106的上表面通過(guò)上電極108連接，相鄰的下電極110互相不接觸。此外，第二實(shí)施例與第一實(shí)施例中相同的構(gòu)件以相同的標(biāo)號(hào)表示并省略其說(shuō)明。

在熱電模塊200中，PN結(jié)元件100通過(guò)上述方式進(jìn)行連接，而使得垂直于冷端與熱端的溫差方向的橫向電流可經(jīng)由上電極108進(jìn)行輸出。因此，在將兩末端的上電極108連接至負(fù)載(load)L1時(shí)，可輸出一組電壓。

圖3為本發(fā)明第三實(shí)施例的熱電模塊的示意圖。

請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D2與圖3，第三實(shí)施例與第二實(shí)施例差異如下。在第三實(shí)施例的熱電模塊300中，PN結(jié)元件100中的N型熱電構(gòu)件104與P型熱電構(gòu)件的形狀106分別為環(huán)狀。此外，上電極108與下電極110亦可分別為環(huán)狀，但本發(fā)明并不以此為限。其中，下電極110位于PN結(jié)結(jié)構(gòu)102的內(nèi)側(cè)上，而上電極108位于PN結(jié)結(jié)構(gòu)102的外側(cè)上。此外，第三實(shí)施例與第二實(shí)施例中相同的構(gòu)件以相同的標(biāo)號(hào)表示并省略其說(shuō)明。

第三實(shí)施例是將熱電模塊300應(yīng)用于管狀熱源HT的實(shí)例，其中熱電模塊300套置于管狀熱源HT上。

圖4為本發(fā)明第四實(shí)施例的熱電模塊的示意圖。

請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D2與圖4，第四實(shí)施例與第二實(shí)施例差異如下。在第四實(shí)施例的熱電模塊400中，PN結(jié)元件100中的N型熱電構(gòu)件104與P型熱電構(gòu)件的形狀106分別為弧狀。此外，上電極108與下電極110亦可分別為弧狀，但本發(fā)明并不以此為限。其中，下電極110位于PN結(jié)結(jié)構(gòu)102的內(nèi)側(cè)，而上電極108位于PN結(jié)結(jié)構(gòu)102的外側(cè)上。此外，第四實(shí)施例與第二實(shí)施例中相同的構(gòu)件以相同的標(biāo)號(hào)表示并省略其說(shuō)明。

第四實(shí)施例是將熱電模塊400應(yīng)用于管狀熱源HT的實(shí)例，在此實(shí)施例中，是以一組熱電模塊400套置于管狀熱源HT上為例進(jìn)行說(shuō)明，但在其他實(shí)施例中亦可將兩組熱電模塊400分離套置于管狀熱源HT上，且本發(fā)明并不以此為限。所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可依照實(shí)際的產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求來(lái)調(diào)整套置于管狀熱源HT上的熱電模塊400的數(shù)量，然而只要在管狀熱源HT上具有一組以上的熱電模塊400即屬于本發(fā)明所保護(hù)的范圍。

圖5為本發(fā)明第五實(shí)施例的熱電模塊的示意圖。

請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D2與圖5，第五實(shí)施例與第二實(shí)施例差異如下。在第五實(shí)施例的熱電模塊500中，PN結(jié)元件100中的N型熱電構(gòu)件104與P型熱電構(gòu)件106組成環(huán)狀。此外，上電極108可為弧狀，且下電極110可為環(huán)狀，但本發(fā)明并不以此為限。其中，下電極110位于PN結(jié)結(jié)構(gòu)102的內(nèi)側(cè)上， 而上電極108位于PN結(jié)結(jié)構(gòu)102的外側(cè)上。此外，第五實(shí)施例與第二實(shí)施例中相同的構(gòu)件以相同的標(biāo)號(hào)表示并省略其說(shuō)明。

第五實(shí)施例是將熱電模塊500應(yīng)用于管狀熱源HT的實(shí)例，其中熱電模塊500套置于管狀熱源HT上。

圖6為本發(fā)明第六實(shí)施例的熱電模塊的示意圖。

請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D2與圖6，第六實(shí)施例與第二實(shí)施例差異如下。在第六實(shí)施例的熱電模塊600中，PN結(jié)元件100中的N型熱電構(gòu)件104與P型熱電構(gòu)件的形狀106組成弧狀。此外，上電極108與下電極110亦可分別為弧狀，但本發(fā)明并不以此為限。其中，下電極110位于PN結(jié)結(jié)構(gòu)102的內(nèi)側(cè)，而上電極108位于PN結(jié)結(jié)構(gòu)102的外側(cè)上。此外，第六實(shí)施例與第二實(shí)施例中相同的構(gòu)件以相同的標(biāo)號(hào)表示并省略其說(shuō)明。

第六實(shí)施例是將熱電模塊600應(yīng)用于管狀熱源HT的實(shí)例。在此實(shí)施例中，是以一組熱電模塊600套置于管狀熱源HT上為例進(jìn)行說(shuō)明，但在其他實(shí)施例中亦可將兩組熱電模塊600分離套置于管狀熱源HT上，且本發(fā)明并不以此為限。所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可依照實(shí)際的產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求來(lái)調(diào)整套置于管狀熱源HT上的熱電模塊600的數(shù)量，然而只要在管狀熱源HT上具有一組以上的熱電模塊600即屬于本發(fā)明所保護(hù)的范圍。

此外，第一實(shí)施例與第三實(shí)施例至第六實(shí)施例中的熱電模塊將電壓輸出到負(fù)載的方式可參考第二實(shí)施例的說(shuō)明，故于此不再贅述。

圖7為本發(fā)明第七實(shí)施例的熱電模塊的示意圖。

請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1與圖7，第七實(shí)施例與第一實(shí)施例的差異如下。在第七實(shí)施例中，熱電模塊可包括至少一個(gè)PN結(jié)元件700。一個(gè)PN結(jié)元件700包括多個(gè)下電極110。下電極110彼此分離且分別覆蓋N型熱電構(gòu)件104的部分下表面或P型熱電構(gòu)件106的部分下表面，而在下電極110之間具有開(kāi)口109。此外，在同一個(gè)PN結(jié)元件700中，一個(gè)下電極110僅會(huì)覆蓋N型熱電構(gòu)件104與P型熱電構(gòu)件106中的一者的部分下表面。換言之，在同一個(gè)PN結(jié)元件700中，一個(gè)下電極110不會(huì)同時(shí)覆蓋N型熱電構(gòu)件104與P型熱電構(gòu)件106。在此實(shí)施例中，熱電模塊是以包括一個(gè)PN結(jié)元件700為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，即可采用一個(gè)PN結(jié)元件700作為熱電模塊的最小單元，但本發(fā)明并不以此為限。在其他實(shí)施例中，熱電模塊亦可包括多個(gè)PN結(jié)元件700。此外， 第七實(shí)施例與第一實(shí)施例中相同的構(gòu)件以相同的標(biāo)號(hào)表示并省略其說(shuō)明。

相似于圖1的第一實(shí)施例的情況，PN結(jié)元件700可通過(guò)開(kāi)口107在上電極108覆蓋的區(qū)域與未覆蓋的區(qū)域之間的產(chǎn)生橫向溫度梯度，進(jìn)而在靠近上電極108的PN結(jié)結(jié)構(gòu)102中產(chǎn)生橫向電壓梯度。同理，PN結(jié)元件700可通過(guò)開(kāi)口109在下電極110覆蓋的區(qū)域與未覆蓋的區(qū)域之間的產(chǎn)生橫向溫度梯度，進(jìn)而在靠近下電極110的PN結(jié)結(jié)構(gòu)102中產(chǎn)生另一橫向電壓梯度。因此，熱電模塊700可由上電極108與下電極110各輸出一組電壓。

圖8為本發(fā)明第八實(shí)施例的熱電模塊的示意圖。請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D7與圖8，第八實(shí)施例與第七實(shí)施例差異如下。在本實(shí)施例中熱電模塊800包括多個(gè)分離設(shè)置的PN結(jié)元件700。PN結(jié)結(jié)構(gòu)102的數(shù)量為多個(gè)且分離設(shè)置，且在一個(gè)PN結(jié)結(jié)構(gòu)102中的N型熱電構(gòu)件104的上表面以及P型熱電構(gòu)件106的下表面分別通過(guò)上電極108與下電極110連接至一側(cè)的P型熱電構(gòu)件106的上表面以及N型熱電構(gòu)件104的下表面。此外，在同一個(gè)PN結(jié)結(jié)構(gòu)102中的N型熱電構(gòu)件104的下表面以及P型熱電構(gòu)件106的上表面分別通過(guò)下電極110與上電極108連接至另一側(cè)的P型熱電構(gòu)件106的下表面以及N型熱電構(gòu)件104的上表面。此外，第八實(shí)施例與第七實(shí)施例中相同的構(gòu)件以相同的標(biāo)號(hào)表示并省略其說(shuō)明。

在熱電模塊800中，PN結(jié)元件700通過(guò)上述方式進(jìn)行連接，可在PN結(jié)結(jié)構(gòu)102靠近上電極108的上部與靠近下電極110的下部各產(chǎn)生一個(gè)橫向電流，且PN結(jié)結(jié)構(gòu)102上部的橫向電流通過(guò)上電極108進(jìn)行傳遞與輸出，而PN結(jié)結(jié)構(gòu)102下部的橫向電流通過(guò)下電極110進(jìn)行傳遞與輸出。因此，在將兩末端的上電極108連接至負(fù)載L2時(shí)，可輸出一組電壓。在將兩末端的下電極110連接至負(fù)載L3時(shí)，可輸出另一組電壓。此外，第七實(shí)施例的熱電模塊將電壓輸出到負(fù)載的方式可參考第八實(shí)施例的說(shuō)明，故于此不再贅述。

另一方面，在上述第一實(shí)施例至第八實(shí)施例中，是以通過(guò)熱電模塊利用溫差來(lái)進(jìn)行發(fā)電為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明并不以此為限。所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可對(duì)上述實(shí)施例中的熱電模塊輸入電流用來(lái)做致冷或散熱的用途。

綜上所述，上述實(shí)施例所提出的熱電模塊至少具有以下特點(diǎn)。通過(guò)N型熱電構(gòu)件與P型熱電構(gòu)件相向的側(cè)面相接的設(shè)計(jì)，以及上電極彼此分離且分 別覆蓋N型熱電構(gòu)件的部分上表面或P型熱電構(gòu)件的部分上表面的設(shè)置方式，可產(chǎn)生垂直于冷端與熱端的溫差方向的橫向溫度梯度，即可在PN結(jié)結(jié)構(gòu)中形成二維溫度梯度，因此可具有引導(dǎo)載流子的效果，使得在固定溫差下可得到更大的輸出電壓，以提升模塊效率。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。