[发明专利]热电转换装置及选择性吸收膜

说明书

技术领域

本发明是有关于一种热电转换装置，且特别是有关于一种利用选择性吸收膜作为热端的热电转换装置。

背景技术

由于能源短缺问题，再生能源技术的发展成为了重要议题。热电转换技术为目前一种可直接将热能与电能进行转换的新兴再生能源技术，此热电转换效应是通过热电材料内部载流子移动让热能与电能达到能量转换的功效。其中，能量转换过程不需机械动件，因此具有体积小、无噪音、无振动及具环境亲和性的优点，可应用于温差发电、废热回收、电子元件冷却及空调系统等方面的应用潜力。近年来，热电转换技术受到各国相关研究单位高度重视并投入大量研发能量，除了材料的开发，也积极进行热电技术应用。

在目前应用于工业上的废热回收方面，常见使用大型的废热回收方式如汽电共生(cogeneration)、热气回收预热等方式。然而，仍有许多成品显热(sensible heat)无法回收再利用，例如:金属冶炼厂或金属热处理厂。由于高温金属物件的温度均匀性及降温速率都会影响金属成品的品质，除此之外，产线上空间有限较不利于架设大型废热回收装置。因此，即便已知连续铸造产线上具有大量废热，目前仍无有效的废热回收方式。成品显热难回收不仅发生于金属冶炼厂，于玻璃厂亦能发现相同的议题。因此，如何有效将工业上的废热回收重新利用亦为非常重要的课题。

发明内容

本发明提供一种热电转换装置包括至少一第一选择性吸收膜、一冷端基板、至少一热电元件对、一第一导电基板以及一第二导电基板。第一选择性吸收膜用以非接触地吸收一预设限制波段的热辐射。热电元件对配置于第一选择性吸收膜与冷端基板之间，热电元件对包括一第一N型热电元件及一第一P型热电元件。第一导电基板配置于冷端基板与第一N型热电元件之间。第二导电基板配置于冷端基板与第一P型热电元件之间，其中，热电元件对反应于第一选择性吸收膜与冷端基板之间的温差产生一电流进行发电。

本发明提供一种选择性吸收膜，包括：一反射基板、一陶瓷金属膜以及一抗反射层。陶瓷金属膜包括一第一陶瓷金属复合膜及一第二陶瓷金属复合膜且该第一陶瓷金属复合膜配置在反射基板上。第一陶瓷金属复合膜的金属体积分数范围落在10%至50%之间，且第一陶瓷金属复合膜的膜厚范围落在50nm至250nm之间。第二陶瓷金属复合膜配置于该第一陶瓷金属复合膜上，第二陶瓷金属复合膜的金属体积分数范围落在5%至20%之间，且第二陶瓷金属复合膜的膜厚范围落在50nm至250nm之间。抗反射层配置于第二陶瓷金属复合膜上，其中，选择性吸收膜用以非接触地吸收一预设限制波段的热辐射。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一实施例的热电转换装置的示意图。

图2是本发明第一实施例的选择性吸收膜110的剖面图。

图3是本发明第一实施例的Ti_x/TiN_1-x固定膜厚改变金属体积分数的反射率光谱图。

图4是本发明第一实施例的Ti_x/TiN_1-x固定金属体积分数改变膜厚的反射率光谱图。

图5是本发明第一实施例的Ni_x/NiO_1-x固定膜厚改变金属体积分数的反射率光谱图。

图6是本发明第一实施例的Ni_x/NiO_1-x固定金属体积分数改变膜厚的反射率光谱图。

图7是本发明第一实施例的Cr_x/(Cr₂O₃)_1-x固定膜厚改变金属体积分数的反射率光谱图。

图8是本发明第一实施例的Cr_x/(Cr₂O₃)_1-x固定金属体积分数改变膜厚的反射率光谱图。

图9是本发明第一实施例的W_x/(WO₃)_1-x固定膜厚改变金属体积分数的反射率光谱图。

图10是本发明第一实施例的W_x/(WO₃)_1-x固定金属体积分数改变膜厚的反射率光谱图。

图11是本发明第二实施例的选择性吸收膜110的剖面图。