采用銀漿粘結的熱電發(fā)電器件的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種采用銀漿粘結的熱電發(fā)電器件，包括熱電片，包括相對設置的熱端和冷端、多個第一電極、多個第二電極、多個p型熱電結構以及n型熱電結構，所述第一電極設置于所述熱端的內表面，所述第二電極設置于所述冷端的內表面，所述p型熱電結構和n型熱電結構交替間隔排列，并通過第一電極和第二電極串聯(lián)；導熱鰭片以及散熱鰭片，分別通過銀漿膠粘結于所述熱端及所述冷端的外表面。
【專利說明】
采用銀漿粘結的熱電發(fā)電器件
技術領域
[0001] 本實用新型涉及一種熱電發(fā)電機的裝置，特別涉及一種采用銀漿粘結的熱電發(fā)電 器件。
【背景技術】
[0002] 熱電材料是一種能將熱能和電能相互轉換的功能材料，1823年發(fā)現(xiàn)的塞貝克效應 和1834年發(fā)現(xiàn)的帕爾帖效應為熱電能量轉換器和熱電制冷的應用提供了理論依據(jù)。隨著空 間探索興趣的增加、醫(yī)用物理學的進展以及在地球難于日益增加的資源考察與探索活動， 需要開發(fā)一類能夠自身供能且無需照看的電源系統(tǒng)，熱電發(fā)電對這些應用尤其合適。
[0003] 利用自然界溫差和工業(yè)廢熱均可用于熱電發(fā)電，它能利用自然界存在的非污染能 源，具有良好的綜合社會效益。另外，利用熱電材料制備的微型元件用于制備微型電源、微 區(qū)冷卻、光通信激光二極管和紅外線傳感器的調溫系統(tǒng)，大大拓展了熱電材料的應用領域。 因此，熱電材料是一種有著廣泛應用前景的材料，在環(huán)境污染和能源危機日益嚴重的今天， 進行新型熱電材料的研究具有很強的現(xiàn)實意義和市場前景?，F(xiàn)有的熱電發(fā)電器件一般在熱 電片的兩側通過粘結劑粘結兩個散熱結構，然而，現(xiàn)有的粘結劑一般為聚合物材料，不利于 熱量傳導，故，該熱電發(fā)電器件的效率較低。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型提供一種采用銀漿粘結的熱電發(fā)電器件，可有效解決上述問題。
[0005] -種采用銀漿粘結的熱電發(fā)電器件，包括：
[0006] 熱電片，包括相對設置的熱端和冷端、多個第一電極、多個第二電極、多個p型熱電 結構以及η型熱電結構，所述第一電極設置于所述熱端的內表面，所述第二電極設置于所述 冷端的內表面，所述P型熱電結構和η型熱電結構交替間隔排列，并通過第一電極和第二電 極串聯(lián)；
[0007] 導熱鰭片以及散熱鰭片，分別通過銀漿膠粘結于所述熱端及所述冷端的外表面；
[0008] 其中，所述銀漿膠中包括銀粒子、固化劑以及環(huán)氧樹脂。
[0009] 優(yōu)選的，所述銀漿膠的厚度為10微米到100微米。
[0010] 優(yōu)選的，所述銀漿膠的厚度為20微米到50微米。
[0011] 優(yōu)選的，所述銀漿膠的厚度為30微米到40微米。
[0012]優(yōu)選的，所述環(huán)氧樹脂為雙酚型或酚醛型環(huán)氧樹脂。
[0013]優(yōu)選的，所述銀粒子的粒徑為500納米到5微米。
[0014]優(yōu)選的，所述銀粒子的粒徑為1微米到5微米。
[0015]優(yōu)選的，所述固化劑選自胺類固化劑、咪唑類固化劑和酸酐類固化劑。
[0016]本實用新型提供的采用銀漿粘結的熱電發(fā)電器件，通過導熱銀漿膠的使用，可以 提高熱量從熱端傳導到冷端的傳導效率，故，可以提高所述熱電發(fā)電器件的發(fā)電效率。另 外，本實用新型同優(yōu)化所述銀漿膠的性能參數(shù)，可以進一步提高所述熱電發(fā)電器件的效率。
【附圖說明】
[0017] 圖1為采用銀漿粘結的熱電發(fā)電器件的結構示意圖。
[0018] 圖2為采用銀漿粘結的熱電發(fā)電器件的橫截面掃描電鏡照片圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明?？梢岳斫獾氖?，此處 所描述的具體實施例僅用于解釋本實用新型，而非對本實用新型的限定。另外還需要說明 的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本實用新型相關的部分而非全部結構。
[0020] 請參照圖1-2,本實用新型提供一種采用銀漿粘結的熱電發(fā)電器件100,包括:熱電 片10、導熱鰭片12以及散熱鰭片13。所述導熱鰭片12以及所述散熱鰭片13分別通過銀漿膠 11粘結于所述熱電片10兩側。
[0021] 所述熱電片10包括封裝框架105、多個第一電極101、多個第二電極102、多個p型熱 電結構103以及η型熱電結構104。所述封裝框架105具有相對設置的熱端（圖中未標示)和冷 端（圖中未標示）。所述第一電極101設置于所述熱端的內表面，所述第二電極102設置于所 述冷端的內表面，所述P型熱電結構103和η型熱電結構104交替間隔排列，并通過第一電極 101和第二電極102串聯(lián)。
[0022] 所述導熱鰭片12以及所述散熱鰭片13分別通過所述銀漿膠11粘結于所述熱端及 所述冷端的外表面。所述銀衆(zhòng)膠11中包括80~90wt%的銀粒子、0.5~6wt%的固化劑以及 余量的環(huán)氧樹脂。當銀粒子含量的增加時，雖然可以增加所述銀漿膠11的導熱性能，但是， 所述銀漿膠11的粘性會顯著降低。優(yōu)選的，所述銀漿膠中包括83~87wt%的銀粒子。更優(yōu)選 的，所述銀漿膠中包括84~86wt %的銀粒子。本實施例中，所述銀漿膠11中包括85wt %左右 的銀粒子。另外，當所述銀粒子的粒徑過大時，不利于與界面形成有效接觸，故不利于增加 所述銀漿膠11的導熱性能;過小時，易于團聚，不利于在環(huán)氧樹脂中分散，因此也不利于增 加所述銀漿膠11的導熱性能。所述銀粒子的粒徑為500納米到5微米。優(yōu)選的，所述銀粒子的 粒徑為1微米到5微米。本實施例中，所述銀粒子的粒徑為3微米左右。請參照圖2,從圖2可以 看出，所述銀漿膠11與所述熱電片10及所述導熱鰭片12均形成良好的結合。
[0023]實驗證明，一方面，當所述銀漿膠11的厚度過大時，由于增加了熱傳導的距離，不 利于熱量的快速傳導；另一方面，當所述銀漿膠11的厚度過小時，難以形成有效的粘結，熱 電片10和所述導熱鰭片12以及所述散熱鰭片13易于脫落。因此，優(yōu)選的，所述銀漿膠的厚度 為10微米到100微米。更優(yōu)選的，所述銀漿膠的厚度為20微米到50微米。本實施例中，所述銀 漿膠的厚度為30微米到40微米左右。所述環(huán)氧樹脂的類型不限，優(yōu)選的為雙酚型或酚醛型 環(huán)氧樹脂。所述固化劑選自胺類固化劑、咪唑類固化劑和酸酐類固化劑。
[0024] 所述散熱鰭片13和所述導熱鰭片12的材料均可以采用碳納米管，優(yōu)選的，采用有 序的碳納米管陣列，所述碳納米管陣列中的碳納米管基本沿垂直于所述冷端和所述熱端的 表面排列，從而提尚導熱效率。
[0025] 所述采用銀漿粘結的熱電發(fā)電器件100在使用時，所述導熱鰭片12可以和溫度高 的水等液體接觸，以傳導熱量給所述P型熱電結構103和所述η型熱電結構104;所述散熱鰭 片13可以和溫度低的水等液體接觸，以將傳導熱量所述ρ型熱電結構103和所述η型熱電結 構104的熱量傳導到熱電發(fā)電器件100的外部，從而形成從所述熱端到所述冷端的熱傳導通 路，進而形成電流。
[0026] 進一步的，為了獲得較佳的導熱鰭片12和散熱鰭片13的溫度，做如表1對比試驗。
[0027] 表 1
[0028]
[0029]當熱端的初始溫度為100°C，冷端的初始溫度為23°C時，經(jīng)過4分20秒左右，熱端的 溫度變?yōu)?3°C，冷端的溫度變?yōu)?4°C時，還可以保持電壓2.5伏特左右;而當熱端的初始溫 度為80°C，冷端的初始溫度為23°C時，經(jīng)過3分左右，熱端的溫度變?yōu)?8°C，冷端的溫度變?yōu)?26°C，就難以檢測到電壓。由此，所述熱端的溫度優(yōu)選為70~100°C，所述冷端的溫度優(yōu)選為 20 ~30°C。
[0030]注意，上述僅為本實用新型的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會 理解，本實用新型不限于這里所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明 顯的變化、重新調整和替代而不會脫離本實用新型的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例 對本實用新型進行了較為詳細的說明，但是本實用新型不僅僅限于以上實施例，在不脫離 本實用新型構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本實用新型的范圍由所附 的權利要求范圍決定。
【主權項】
1. 一種采用銀漿粘結的熱電發(fā)電器件，其特征在于，包括:熱電片，包括相對設置的熱 端和冷端、多個第一電極、多個第二電極、多個P型熱電結構以及η型熱電結構，所述第一 電極設置于所述熱端的內表面，所述第二電極設置于所述冷端的內表面，所述P型熱電結 構和η型熱電結構交替間隔排列，并通過第一電極和第二電極串聯(lián);導熱鰭片以及散熱鰭 片，分別通過銀漿膠粘結于所述熱端及所述冷端的外表面;所述銀漿膠中包括均勻混合的 銀粒子、固化劑以及環(huán)氧樹脂，所述固化劑選自胺類固化劑、咪唑類固化劑和酸酐類固化 劑。2. 根據(jù)權利要求1所述的熱電發(fā)電器件，其特征在于，所述銀漿膠的厚度為10微米到 100微米。3. 根據(jù)權利要求2所述的熱電發(fā)電器件，其特征在于，所述銀漿膠的厚度為20微米到 50微米。4. 根據(jù)權利要求3所述的熱電發(fā)電器件，其特征在于，所述銀漿膠的厚度為30微米到 40微米。5. 根據(jù)權利要求1所述的熱電發(fā)電器件，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂為雙酚型或酚醛 型環(huán)氧樹脂。6. 根據(jù)權利要求1所述的熱電發(fā)電器件，其特征在于，所述銀粒子的粒徑為500納米 至Ij 5微米。7. 根據(jù)權利要求1所述的熱電發(fā)電器件，其特征在于，所述銀粒子的粒徑為1微米到5 微米。
【文檔編號】H01L35/02GK205488232SQ201620189789
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月11日
【發(fā)明人】張旻澍, 林建平, 林文倩, 曹寧, 楊欣昊
【申請人】廈門理工學院