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感知“利”器|一种热电能量采集器及其制作方法
2017-04-26 10:04:48   来源:麦姆斯咨询   评论:0   点击:

本发明的热电能量采集器由第一器件片和第二器件片组成,其中,第一热电偶臂105 顶端具有第一键合层107,第二热电偶臂203顶端具有第二键合层204,使得所述热电能量采集器可以采用键合的方法得到,有利于实现低成本的批量化生产。

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麦姆斯咨询报道,2015年全球能量收集系统市场为2.686亿美元,预计2022年将达到9.744亿美元,2016~2022年期间的复合年增长率可达19.6%。

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热电转换技术是一种基于材料的塞贝克效应将热能直接转化成电能的电力技术。作为一 种新能源和可再生能源的利用技术,由于其体积小、质量轻、寿命长、无机械运动部件、绿 色环保等优点,热电转换技术引起了国内外科研人员的广泛关注。热电转换技术能够充分利 用工业余热、废热、地热等低品位能源,为解决能源危机带来新的希望。

【推荐发明专利】

《一种热电能量采集器及其制作方法》

【技术背景】

根据热流流经方向的不同,热电能量采集器主要分为垂直结构和平面结构。垂直结构由 于热电偶臂端面与导热衬底接触面积较大,有良好的接触,可以降低接触热阻和接触电阻。 但目前大多数垂直结构的热电能量采集器所采用BiTe等化合物,对人体和环境有害,且与 CMOS-MEMS工艺不兼容,很难实现低成本的批量化生产。平面结构一般为热流方向沿热电 偶臂与导热衬底平行的薄膜热电偶器件。相比垂直结构的热电能量采集器,平面结构的器件 热流路径不及前者,但由于其具有较小的接触面,从而导致器件具有较高的集成度。但是由 于器件内部的接触电阻和接触热阻都比较大,以及制备这种结构所使用的材料本身热电优值 系数低,导致器件的温差利用率低、输出功率较小。

因此,热电能量采集器的研究工作主要集中在两个方向:1、寻找易于加工的具有高优值系数的热电材料;2、优化器件结构,使温差尽可能的落在热电偶臂两端。热电能量采集器的发展目标是运用具有较高热电优值系数的材料制备易于加工和集成的具有良好热流路径的器件。

【发明内容】

鉴于上述技术背景,本发明提供了一种热电能量采集器及其制作方法,用于解决现有技术中平面结构的热电能量采集器接触热阻和接触电阻高、垂直结构的热电能量采集器不环保且难以低成本批量化生产的问题。

一种热电能量采集器及其制作方法

本发明的热电能量采集器由第一器件片和第二器件片组成,其中,第一热电偶臂105 顶端具有第一键合层107,第二热电偶臂203顶端具有第二键合层204,使得所述热电能量采集器可以采用键合的方法得到,有利于实现低成本的批量化生产。

本发明的热电能量采集器与传统平面结构的采集器相比,其垂直结构热电偶臂端面与导热板之间具有较大的接触面积,可以降低接触热阻和接触电阻,提高器件的温差利用率和发电功率;同时,相比传统垂直结构的热电能量采集器的制备方法,这种新型热电能量采集器的制备方法与CMOS工艺兼容,可以实现环保、低成本的批量化生产。

【更多热电能量采集技术相关专利】

《双通孔结构的微型热电能量采集器及其制备方法》

《微型热电能量收集器及其制作方法》

《三维热电能量收集器及其制作方法》

《一种双凸台结构的热电能量采集器及其制作方法》

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