[发明专利]热电装置及其应用

权利要求书

1.一种热电装置，包括：

与至少一个n-型层结合的至少一个p-型层以提供pn结；以及

至少部分地设置在所述p-型层和所述n-型层之间的绝缘层，所述p-型层包括多个碳纳米颗粒而所述n-型层包括多个n-掺杂的碳纳米颗粒。

2.根据权利要求1所述的热电装置，包括与多个n-型层结合的多个p-型层以提供多个pn结，以及至少部分地设置在所述p-型层和所述n-型层之间的绝缘层。

3.根据权利要求1所述的热电装置，其中所述p-型层的碳纳米颗粒包括单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、富勒烯或它们的混合物。

4.根据权利要求3所述的热电装置，其中所述p-型层的所述碳纳米颗粒包括硼。

5.根据权利要求4所述的热电装置，其中所述硼以约0.1重量百分比至约30重量百分比范围的量存在于所述碳纳米颗粒中。

6.根据权利要求1所述的热电装置，其中所述n-型层的所述n-掺杂的碳纳米颗粒包括单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、富勒烯或它们的混合物。

7.根据权利要求6所述的热电装置，其中所述n-掺杂的碳纳米颗粒包括氮。

8.根据权利要求7所述的热电装置，其中所述氮以约0.1重量百分比至约30重量百分比范围的量存在于所述碳纳米颗粒中。

9.根据权利要求1所述的热电装置，其中所述p-型层的所述碳纳米颗粒被设置在聚合物基体中。

10.根据权利要求9所述的热电装置，其中所述聚合物基体包括氟聚合物。

11.根据权利要求10所述的热电装置，其中所述氟聚合物包括聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯或它们的混合物。

12.根据权利要求9所述的热电装置，其中所述聚合物基体包括聚丙烯酸类、聚烯烃或它们的混合物。

13.根据权利要求9所述的热电装置，其中所述碳纳米颗粒以约5重量百分比至约95重量百分比范围的量存在于所述聚合物基体中。

14.根据权利要求9所述的热电装置，其中所述碳纳米颗粒以约10重量百分比至约40重量百分比范围的量存在于所述聚合物基体中。

15.根据权利要求9所述的热电装置，其中所述p-型层具有在290°K温度下约10μV/K至约35μV/K范围的泽贝克系数。

16.根据权利要求1所述的热电装置，其中所述n-型层的所述n-掺杂的碳纳米颗粒被设置在聚合物基体中。

17.根据权利要求16所述的热电装置，其中所述聚合物基体包括氟聚合物。

18.根据权利要求17所述的热电装置，其中所述氟聚合物包括聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯或它们的混合物。

19.根据权利要求16所述的热电装置，其中所述聚合物基体包括聚丙烯酸类、聚烯烃或它们的混合物。

20.根据权利要求16所述的热电装置，其中所述n-掺杂的碳纳米颗粒以约5重量百分比至约95重量百分比范围的量存在于所述聚合物基体中。

21.根据权利要求16所述的热电装置，其中所述n-掺杂的碳纳米颗粒以约10重量百分比至约40重量百分比范围的量存在于所述聚合物基体中。

22.根据权利要求16所述的热电装置，其中所述聚合物基体向所述n-掺杂的碳纳米颗粒提供n-掺杂剂。

23.根据权利要求16所述的热电装置，其中所述n-型层具有在290°K温度下约-10μV/K至约-35μV/K范围的泽贝克系数。

24.根据权利要求1所述的热电装置，其中所述绝缘层包括电绝缘的聚合物质。

25.根据权利要求24所述的热电装置，其中所述电绝缘的聚合物质包括聚烯烃。

26.根据权利要求1所述的热电装置，其中所述p-型层的所述碳纳米颗粒用p-掺杂的无机纳米颗粒替代，而所述n-型层的所述n-掺杂的碳纳米颗粒用n-掺杂的无机纳米颗粒替代。

27.根据权利要求2所述的热电装置，具有至少0.5的ZT。