側(cè)的部分上表面上，再進(jìn)行快速退火使所蒸鍍的金屬薄膜擴(kuò)散入熱電轉(zhuǎn)換材料中，以形成金屬擴(kuò)散材料區(qū)110。此時(shí)此金屬于金屬擴(kuò)散材料區(qū)中具有一由金屬擴(kuò)散材料區(qū)的外側(cè)向靠近熱電轉(zhuǎn)換材料區(qū)中心側(cè)減少的濃度梯度分布。在本發(fā)明的部分實(shí)施方式中金屬薄膜的沉積方式亦可為濺鍍、電鍍或化學(xué)鍍等方式。
[0043]在本發(fā)明的部分實(shí)施方式中，此一具有金屬擴(kuò)散材料區(qū)的熱電薄膜結(jié)構(gòu)具有一橫向席貝克系數(shù)，即為當(dāng)此熱電薄膜結(jié)構(gòu)的上下表面具有一溫度差時(shí)，能在熱電薄膜結(jié)構(gòu)的與溫度差垂直方向的兩側(cè)測(cè)得一電位差，此時(shí)所測(cè)量電位差的位置需一側(cè)在熱電轉(zhuǎn)換材料區(qū)中，且另一側(cè)位于金屬擴(kuò)散材料區(qū)中。與不具有金屬擴(kuò)散材料區(qū)的熱電薄膜相較，不具有金屬擴(kuò)散材料區(qū)的熱電薄膜在上下表面具有一溫度差時(shí)僅能于上下表面產(chǎn)電位差，且不具有橫向席貝克系數(shù)，無(wú)法于薄膜與溫度差垂直方向的兩側(cè)測(cè)得電位差。此具有橫向席貝克系數(shù)的熱電薄膜能大幅提升熱電薄膜的電性及熱電優(yōu)值。在本發(fā)明的部分實(shí)施方式中，亦可通入電流于此熱電薄膜結(jié)構(gòu)中，可于熱電薄膜結(jié)構(gòu)的上下表面形成溫度差。故此熱電薄膜結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于薄膜式熱電發(fā)電器或薄膜式熱電致冷晶片中，并能減少這些裝置的體積及提升其熱電轉(zhuǎn)換效率。
[0044]請(qǐng)參照?qǐng)D2，圖2繪示根據(jù)本發(fā)明部分實(shí)施方式的熱電薄膜結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。在本發(fā)明的部分實(shí)施方式中，熱電薄膜結(jié)構(gòu)更包括一基板200,熱電轉(zhuǎn)換材料區(qū)100位于基板200的上端或下端，而金屬擴(kuò)散材料區(qū)110位于熱電轉(zhuǎn)換材料100的上下側(cè)或左右側(cè)。基板200可為一軟基板或硬基板。在本發(fā)明的部分實(shí)施例中，軟基板的材料可為絕緣的高分子聚合物例如聚酰亞胺(polyimide)。使用軟基板可使熱電薄膜結(jié)構(gòu)仍具有可撓性，并可應(yīng)用于紡織品中。在本發(fā)明的部分實(shí)施例中，硬基板的材料包含硅。在本發(fā)明的部分實(shí)施例中，可將多個(gè)熱電薄膜結(jié)構(gòu)串聯(lián)，以增加所產(chǎn)生的電位差。
[0045]請(qǐng)參照?qǐng)D3，圖3繪示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的熱電轉(zhuǎn)換元件的上視圖。此熱電轉(zhuǎn)換元件將上述的熱電薄膜結(jié)構(gòu)串聯(lián)以增加所產(chǎn)生的電位差。熱電轉(zhuǎn)換元件在本實(shí)施方式中為一熱電轉(zhuǎn)換單元300。熱電轉(zhuǎn)換單元300具有一基板310，多個(gè)N型熱電薄膜結(jié)構(gòu)320，多個(gè)P型熱電薄膜結(jié)構(gòu)330，以及多個(gè)導(dǎo)電體340。此些N型熱電薄膜結(jié)構(gòu)與P型熱電薄膜結(jié)構(gòu)設(shè)置于基板310上并間隔交錯(cuò)排列，且由導(dǎo)電體340將N型及P型熱電薄膜結(jié)構(gòu)320、330串聯(lián)。在部分實(shí)施方式中此些N型熱電薄膜結(jié)構(gòu)與P型熱電薄膜結(jié)構(gòu)亦可設(shè)置于基板310的下端?；?10可為軟基板或硬基板。在本發(fā)明的部分實(shí)施例中，軟基板的材料可包括高分子聚合物如聚酰亞胺，硬基板的材料可包括硅或陶瓷材料，可依使用目的去選擇適當(dāng)?shù)幕宀馁|(zhì)。N型熱電薄膜結(jié)構(gòu)320 (包括320A、320B)皆包括一 N型熱電轉(zhuǎn)換材料區(qū)322,其具有一上表面及一下表面，以及一第一金屬擴(kuò)散材料區(qū)324,其位于N型熱電轉(zhuǎn)換材料區(qū)322的一側(cè)，其中，N型熱電轉(zhuǎn)換材料區(qū)322包括一 N型熱電轉(zhuǎn)換材料，第一金屬擴(kuò)散材料區(qū)324包括一第一金屬擴(kuò)散分布于N型熱電轉(zhuǎn)換材料的一側(cè)。N型熱電轉(zhuǎn)換材料為締化鉍(Bi2Te3)或鉍硒碲(Bi2SexTe3J材料，且x介于O與3之間。在本發(fā)明的部分實(shí)施例中，N型熱電轉(zhuǎn)換材料為Bi2Sea5Te2.5。第一金屬為金、銅、銀及白金或其組合。在本發(fā)明的部分實(shí)施例中，第一金屬為銀。第一金屬具有一濃度梯度分布或均勻分布于N型熱電轉(zhuǎn)換材料的上下側(cè)或左右側(cè)。在本發(fā)明的部分實(shí)施方式中，第一金屬的濃度在金屬擴(kuò)散材料區(qū)324中由外側(cè)向熱電轉(zhuǎn)換材料區(qū)322的中心遞減。
[0046]請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D3，P型熱電薄膜結(jié)構(gòu)330 (包括330A、330B)皆包括一 P型熱電轉(zhuǎn)換材料區(qū)332,其具有一上表面及一下表面，以及一第二金屬擴(kuò)散材料區(qū)334位于P型熱電轉(zhuǎn)換材料區(qū)332的一側(cè)。其中，P型熱電轉(zhuǎn)換材料區(qū)332包括一 P型熱電轉(zhuǎn)換材料，第二金屬擴(kuò)散材料區(qū)334包括一第二金屬擴(kuò)散分布于此些P型熱電轉(zhuǎn)換材料的一側(cè)，例如上下側(cè)或左右側(cè)。P型熱電轉(zhuǎn)換材料包括三碲化二銻(Sb2Te3)或鉍硒碲(BiySb2_yTe3)材料，且y介于O至2之間。在本發(fā)明的部分實(shí)施方式中，P型熱電轉(zhuǎn)換材料為Bia5SV5Te315第二金屬為金、銅、銀及白金或其組合。在本發(fā)明的部分實(shí)施例中，第二金屬為銀。第二金屬具有一濃度梯度分布或均勻分布于P型熱電轉(zhuǎn)換材料中。在本發(fā)明的部分實(shí)施方式中，第二金屬的濃度梯度分布為在金屬擴(kuò)散材料區(qū)334中由外側(cè)向熱電轉(zhuǎn)換材料區(qū)332的中心遞減。多個(gè)導(dǎo)電體340形成于每個(gè)N型熱電薄膜結(jié)構(gòu)320與P型熱電薄膜結(jié)構(gòu)330的兩端之上，覆蓋部份的N型熱電薄膜結(jié)構(gòu)320與P型熱電薄膜結(jié)構(gòu)330使所有的熱電薄膜結(jié)構(gòu)320、330電性連接并串聯(lián)所有熱電薄膜結(jié)構(gòu)320、330。導(dǎo)電體340的材料為金屬，可以是低電阻的金屬或合金，例如銅、鐵、鉻、鎳、錫、銀、金等，亦可依應(yīng)用狀況做適當(dāng)選擇。N型熱電薄膜結(jié)構(gòu)320與P型熱電薄膜結(jié)構(gòu)330為間隔交錯(cuò)排列。在本發(fā)明的部分實(shí)施方式中，排列順序?yàn)镹型熱電薄膜結(jié)構(gòu)320A、P型熱電薄膜結(jié)構(gòu)330A、N型熱電薄膜結(jié)構(gòu)320B、P型熱電薄膜結(jié)構(gòu)330B。在串聯(lián)方式中，熱電薄膜結(jié)構(gòu)320、330的金屬擴(kuò)散材料區(qū)324、334與熱電轉(zhuǎn)換材料區(qū)322、332的連接順序并未多做限制。金屬擴(kuò)散材料區(qū)324、334在可同側(cè)，如熱電薄膜結(jié)構(gòu)320A、330A，或金屬擴(kuò)散材料區(qū)324、334在相異側(cè)，如熱電薄膜結(jié)構(gòu)320B、330B的連接方式皆為可實(shí)施的方式，并不會(huì)對(duì)本發(fā)明造成限制。當(dāng)在熱電薄膜結(jié)構(gòu)320、330的上下表面產(chǎn)生溫度差時(shí)，在熱電薄膜結(jié)構(gòu)320、330的兩端即會(huì)產(chǎn)生電位差，兩端所指為金屬擴(kuò)散材料區(qū)側(cè)與熱電轉(zhuǎn)換材料區(qū)側(cè)，并可在串聯(lián)的最前面與最后面的導(dǎo)電體340中獲得最大的電位差。在本發(fā)明的部分實(shí)施方式中，亦可通入電流于此熱電轉(zhuǎn)換單元300中，可于熱電轉(zhuǎn)換單元300的上下表面形成溫度差。此熱電轉(zhuǎn)換元件可應(yīng)用于薄膜式熱電發(fā)電器或薄膜式熱電致冷晶片中。
[0047]請(qǐng)參照?qǐng)D4，圖4繪示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的熱電轉(zhuǎn)換元件的剖面圖。在本實(shí)施方式中，熱電轉(zhuǎn)換元件包括一熱電轉(zhuǎn)換單元300，更包括一封裝膠410，一散熱板420，以及一取熱板430。如熱電轉(zhuǎn)換單元300具有一基板310，多個(gè)N型、P型熱電薄膜結(jié)構(gòu)320、330及多個(gè)導(dǎo)電體340形成于基板310之上，N型、P型熱電薄膜結(jié)構(gòu)320、330互相間隔交錯(cuò)排列。導(dǎo)電體340形成于部分的熱電薄膜結(jié)構(gòu)320、330上，并將所有的熱電薄膜結(jié)構(gòu)320、330電性連接并串聯(lián)。封裝膠410填補(bǔ)于熱電薄膜結(jié)構(gòu)320、330的空隙中，協(xié)助固定熱電薄膜結(jié)構(gòu)并便利封裝程序進(jìn)行。取熱板430置于熱電薄膜結(jié)構(gòu)320、330之上。取熱板430為一絕緣并能導(dǎo)熱的基板，熱源可置于取熱板430上讓熱能經(jīng)過(guò)取熱板430到達(dá)熱電薄膜結(jié)構(gòu)320、330的上表面，使得熱電薄膜結(jié)構(gòu)320、330的上下表面產(chǎn)生溫度差，進(jìn)而于熱電薄膜結(jié)構(gòu)320、330的兩側(cè)產(chǎn)生電位差。取熱板430可為一硬基板如氮化鋁基板或一軟基板例如聚酰亞胺基板，可依熱電轉(zhuǎn)換元件的用途以選擇適合的取熱板材料。散熱板420的材料為一導(dǎo)熱金屬，例如銅箔或鋁箔，并設(shè)置于基板310的下方以加速熱電薄膜結(jié)構(gòu)320、330的散熱，以增加熱電薄膜結(jié)構(gòu)320、330上下表面的溫度差，進(jìn)而增加所產(chǎn)生的電位差。在本發(fā)明的部分實(shí)施方式中，更包括一布膜440覆蓋于取熱板430之上。在本發(fā)明的部分實(shí)施方式中，更包含兩導(dǎo)線450與導(dǎo)電體340電性連結(jié)。在本發(fā)明的部分實(shí)施方式中，熱電轉(zhuǎn)換元件可應(yīng)用于薄膜式熱電發(fā)電器或薄膜式熱電致冷晶片中。將熱源放置于布膜440上或直接放置于取熱板430上,使熱電薄膜結(jié)構(gòu)320、330的上下表面具有一溫度差并藉由散熱板420散熱?？墒篃犭姳∧そY(jié)構(gòu)產(chǎn)生電位差，并經(jīng)由導(dǎo)線450可將產(chǎn)生的電應(yīng)用于手機(jī)充電、發(fā)光二