[发明专利]一种柔性热电发生器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热电发生器，尤其是一种柔性热电发生器及其制造方法，属于热电发生器的技术领域。

背景技术

由于便携式电子产品日益增长的微型化趋势，推动了小型化电源的研究和发展。热电发生器作为一种自给自足的能源，它根据Seebeck效应能将热能直接转换为电能，在适合的温度下能保持实际上的无限的有效寿命，这使其作为一种能源领域的高新技术成为国际研究的热点之一。

热电发生器一般由三部分组成：热源、热沉和热电堆。热电堆是由一系列串联的能够将热能转换成电能的热电对组成（图示2）。热电对由不同类型的N/P型热电材料组成，当其两端，即热源端和热沉端，出现温度梯度时，其两端可产生电势差,如图示1中所示。

热电器件的主要工作原理是基于Seebeck效应。Seebeck效应是德国物理学家Seebeck发现的一种热电现象。当在金属导体或者半导体结构上加上温度差ΔT时，会伴随产生电压ΔU。并且开路电压线性地正比于温差：

αs=ΔUΔT]]>

其中，α_s称作Seebeck系数，也可称为热电功率。如果热电偶的两种构成材料的Seebeck系数分别为α_a和α_b，则热电偶的Seebeck系数定义为：

α_db＝α_a+α_b

当n对热电偶串联时，总的开路输出电压可表示为ΔU_n：

ΔU_n=n·(α_ab·ΔT)

根据Seebeck效应而制作的热电发生器，其效率可由热电品质因数Z来表征：

Z=αs2·σκ]]>

其中，σ是电导率，κ是热导率，品质因数Z表示可用在热电发生器中的热电材料的热和电属性。

传统热电发生器，多采用热电材料的长方体状颗粒，然后按热电堆的形式，将N/P不同的颗粒黏贴到陶瓷导热板上，其采用的颗粒可以达到1mm²*2mm或者更小的截面，更高的纵横比。但其应用范围，受到陶瓷等材料特性的限制，无法应用到管道等，需要有一定弯曲的地方。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种柔性热电发生器及其制造方法，其工艺简单方便，制造成本低，发电效率高、能进行适度的弯曲，扩张了应用范围，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，所述柔性热电发生器，包括第一柔性衬底及位于第一柔性衬底下方的第二柔性衬底，所述第一柔性衬底与第二柔性衬底间设置若干交替分布的N型热电材料颗粒体及P型热电材料颗粒体，所述N型热电材料颗粒体通过第一柔性衬底上的第一导电连接层及第二柔性衬底上的第二导电连接层与P型热电材料颗粒体串联后电连接，以在第一柔性衬底与第二柔性衬底间形成包括若干热电对的热电材料体，所述热电材料体通过柔性绝缘绝热灌封材料体封装在第一柔性衬底及第二柔性衬底间。

所述第二柔性衬底上设有与热电材料体电连接的第一连接电极及第二连接电极，所述第一连接电极及第二连接电极位于第一柔性衬底及柔性绝缘绝热灌封材料体的外侧。

所述第一柔性衬底上设有若干贯通所述第一柔性衬底的通孔，所述通孔位于N型热电材料颗粒体和/或P型热电材料颗粒体的正上方。

所述第二柔性衬底上设有若干贯通所述第二柔性衬底的通孔，所述通孔位于N型热电材料颗粒体和/或P型热电材料颗粒体的正下方。

所述通孔内填充有绝缘导热灌封材料体。

一种柔性热电发生器的制造方法，所述柔性热电发生器的制造方法包括如下步骤：

a、提供所需的第一柔性衬底及第二柔性衬底；