[发明专利]制备热电元器件的方法及热电元器件

权利要求书

1.一种制备热电元器件的方法，该方法包括：

(a)提供大量的热电材料片或者热电元件片，每片具有至少一个预定的形状；

(b)将多个热电材料片或者热电元件片排列成一个预定的组合，并将所述多个热电材料片或者热电元件片连接以形成一个热电材料段或者热电元件段；

(c)重复步骤(b)以产生大量的段；以及

(d)将所述大量的段连接在一起以产生一个用于热电元器件的预定的构型。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括通过对可烧结的粉末进行烧结工艺以使得各个热电材料片或者热电元件片呈现所述形状来形成各个热电材料片或者热电元件片。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烧结工艺包括将可烧结的粉末置于构造为所述形状的模具中，并对可烧结的粉末进行加压、保温和通电流来制备大量的热电材料片或者热电元件片。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述可烧结的粉末包括至少以下一种：(i)一种热电成分;(ii)Bi₂Te₃;(iii)PbTe;(iv)方钴矿;(v)Yb_0.3CO₄Sb₁₂方钴矿;(vi)硅化物热电材料;(vii)Half-Heusler热电材料;(viii)(GeTe)_0.85(AgSbTe₂)_0.15(TAGS)热电材料;(ix)氧化物热电材料;(x)津特尔热电材料;和(xi)笼状化合物热电材料。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述烧结工艺选自：压力烧结、放电等离子烧结和热压烧结。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定的构型包括至少以下一种：圆柱体、中空圆柱体、棱柱体、中空棱柱体、三角柱、中空三角柱、平行六面体柱、中空平行六面体柱、五角棱柱、中空五角棱柱、六方柱、中空六方柱、八方柱和中空八方柱。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，连接多个热电材料片或者热电元件片以形成一个段的步骤包括在相邻的片的啮合面之间放置一种导热导电的材料并固化该材料以将相邻的片严密地连接在一起。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述大量的段连接在一起的步骤包括将所述大量的段堆叠在一起，并在相邻的段之间插入分隔体以将所述热电材料或者热电元件形成为预定的构型。

9.如权利要求8所述的所述，其特征在于，所述相邻的段由各自的大量的热电材料片或者热电元件片形成，而这些各自的大量的热电材料片或者热电元件片中的材料是由含有n-掺杂剂和p-掺杂剂的不同的半导体构成的。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定的构型是中空结构，其内表面由各个段和片的表面的各自部分的第一聚集体限定，其外表面由各个段和片的表面的各自部分的第二聚集体限定。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

将一种导电电极材料施加在所述中空结构的内表面的至少一部分上；以及

将一种导电电极材料施加在所述中空结构的外表面的至少一部分上。

12.如权利要求10所述方法，其特征在于，位于所述中空结构的内表面上的导电电极材料是热端和冷端中的一个，而位于所述中空结构的外表面上的导电电极材料是热端和冷端中的另一个。

13.一种热电元器件，它包括：

大量的热电材料片或者热电元件片，每一片具有至少一个预定的形状；

多个段，每一段包含各自的大量的热电材料片或者热电元件片，多个热电材料片或者热电元件片排列成一个预定的组合并连接在一起，其中，所述多个段连接在一起以产生用于热电元器件的预定的构型。

14.如权利要求13所述的热电元件，其特征在于，所述预定的构型包括至少以下一种：圆柱体、中空圆柱体、棱柱体、中空棱柱体、三角柱、中空三角柱、平行六面体柱、中空平行六面体柱、五角棱柱、中空五角棱柱、六方柱、中空六方柱、八方柱和中空八方柱。