[发明专利]一种热电转换装置结构

权利要求书

1.一种热电转换装置结构，其特征在于：包括一层基本结构，该基本结构包括绝缘导热介质、连接导体及至少一电臂；电臂位于绝缘导热介质之间，其中一侧绝缘导热介质作为绝缘热源介质，绝缘热源介质与热源形成热连接，另一侧绝缘导热介质作为绝缘散热介质；电臂中部整段或划分为多段之后的所有段或者部分段沿电流方向实施故意非均匀掺杂，具备该方向相同趋势的半导体属性强弱单调变化的分布状态，电臂两端部的一小段为均匀掺杂；电臂之间通过连接导体形成电连接，连接导体与电臂两端均匀掺杂部连接；其中一电臂的其中一均匀掺杂部与外部电路连接作为输入端，另一电臂的其中一均匀掺杂部与外部电路连接作为输出端。

2.一种热电转换装置结构，其特征在于：由两层或两层以上基本结构叠合组成，每一层基本结构包括绝缘导热介质、连接导体及至少一电臂；相邻层与层基本结构之间通过绝缘导热介质连接，靠近热源的上一层基本结构与远离热源的下一层基本结构之间形成热串联，上一层基本结构的放热功率作为下一层基本结构的部分或主要热功率来源；设置在其中一外端基本结构外层的绝缘导热介质作为绝缘热源介质，绝缘热源介质与热源形成热连接，设置在另一外端基本结构外层的绝缘导热介质作为绝缘散热介质；每一层基本结构的电臂位于绝缘导热介质之间，电臂中部整段或划分为多段之后的所有段或部分段沿电流方向实施故意非均匀掺杂，具备该方向相同趋势的半导体属性强弱单调变化的分布状态，电臂两端为均匀掺杂；同一层基本结构的电臂之间通过连接导体形成电连接，连接导体与电臂两端均匀掺杂部连接；不同层基本结构的电臂之间形成电连接；其中一电臂的其中一均匀掺杂部与外部电路连接作为输入端，另一电臂的其中一均匀掺杂部与外部电路连接作为输出端。

3.一种热电转换装置结构，其特征在于：由两组热电转换装置结构单元组成，其中一组热电转换装置结构单元的最外端作为绝缘散热介质的绝缘导热介质，与另一组热电转换装置结构单元的最外端作为绝缘散热介质的绝缘导热介质形成热连接，且两组热电转换装置结构单元的电臂形成电连接；其中一组热电转换装置结构单元的其中一电臂的其中一均匀掺杂部与外部电路连接作为输入端，另一组热电转换装置结构单元的其中一电臂的其中一均匀掺杂部与外部电路连接作为输出端；

每一组热电转换装置结构单元由两层或两层以上基本结构叠合组成，每一层基本结构包括绝缘导热介质、连接导体及至少一电臂；相邻层与层基本结构之间通过绝缘导热介质连接，，靠近热源的上一层基本结构与远离热源的下一层基本结构之间形成热串联，上一层基本结构的放热功率作为下一层基本结构的部分或主要热功率来源；设置在其中一外端基本结构外层的绝缘导热介质作为绝缘热源介质，绝缘热源介质与热源形成热连接，设置在另一外端基本结构外层的绝缘导热介质作为绝缘散热介质；每一层基本结构的电臂位于绝缘导热介质之间，电臂中部整段或划分为多段之后的所有段或部分段沿电流方向实施故意非均匀掺杂，具备该方向相同趋势的半导体属性强弱单调变化的分布状态，电臂两端为均匀掺杂；同一层基本结构的电臂之间通过连接导体形成电连接，连接导体与电臂两端均匀掺杂部连接；不同层基本结构的电臂之间形成电连接。

4.如权利要求1至3任一项所述的一种热电转换装置结构，其特征在于：绝缘热源介质设置为平整表面，或为锯齿状表面，或为梳状表面，或为凹凸粗糙表面；绝缘导热介质为硬质或软质绝缘导热介质。

5.如权利要求1至3任一项所述的一种热电转换装置结构，其特征在于：连接导体设置在绝缘导热介质表面，或者部分嵌入绝缘导热介质中，或者全部嵌入绝缘导热介质中。

6.如权利要求1至3任一项所述的一种热电转换装置结构，其特征在于：前后分别连接两个不同电臂的连接导体，如果电流矢量方向是从P→导体→N，或从P+→导体→P-，或从N-→导体→N+，则全部或至少部分该类型导体与该层基本结构的散热绝缘介质相连，实现热连接；如果电势矢量是从N→导体→P，或从P-→导体→P+，或从N+→导体→N-，则全部或部分该类型导体与该层基本结构的热源绝缘介质相连，实现热连接。

7.如权利要求1至3任一项所述的一种热电转换装置结构，其特征在于：连接导体为金属，或石墨烯、碳纳米材料。

8.如权利要求1至3任一项所述的一种热电转换装置结构，其特征在于：电臂与连接导体的连接为平整表面接触，或者为锯齿状表面接触，或者为梳状表面接触，或者为凹凸粗糙表面接触。