[发明专利]帕尔帖元件

说明书

本发明涉及一种帕尔帖元件(2)，其具有交替布置的串联的n型半导体(7)和p型半导体(8)。帕尔帖元件(2)的更加灵活的设计和/或热应力的改进的补偿和/或帕尔帖元件(2)的更大的应用可能性和/或改进的效率通过采用用于电接触半导体(7、8)的板结构(6)而获得，其中板结构(6)包括第一板部(9)和第二板部(10)，其沿着帕尔帖元件(2)的范围(11)交替布置，并且所述第一板部(9)形成帕尔帖元件(2)的第一侧(12)，而所述第二板部(10)形成帕尔帖元件(2)的与所述第一侧(12)间隔开的第二侧(13)，其中板结构(6)的支腿(14)在每种情况下将沿着帕尔帖元件(2)相邻的板部(9、10)相互连接，并且半导体(7、8)集成在支腿(14)中。本发明还涉及一种具有这样的帕尔帖元件(2)的热电的热交换器，以及涉及一种用于制造这样的帕尔帖元件(2)的方法。

技术领域

本发明涉及一种具有交替布置的串联的n型半导体和p型半导体的帕尔帖元件(Peltier element)。本发明还涉及一种用于制造这样的帕尔帖元件的方法，并且涉及具有这样的帕尔帖元件的热电的热交换器。

背景技术

热电的热交换器在许多应用中被采用，并且允许从第一侧向第二侧的热量泵送。这种热量泵送能够被采用，尤其是为了放大侧之间的热交换或者为了从较冷侧向较暖侧传送热。这样的热电的热交换器能够包括用于实现热泵的帕尔帖元件。传统的帕尔帖元件包括多个掺杂磷的p型半导体和多个掺杂氮的n型半导体，所述p型半导体和所述n型半导体交替布置并且串联。为了相邻的半导体的电接触，通常采用也被描述为桥的金属板。这些金属板沿着帕尔帖元件沿着第一和第二侧交替地布置，并且因此形成帕尔帖元件的第一或第二侧。

为了电绝缘，各个侧通常设置有电介质层。为了热交换，侧通常另外地设置有热界面。在此，通常采用用作这样的热界面并且电绝缘的陶瓷板。为了特别是允许与较大物体的热交换，相关的热交换器通常另外地设置有板，所述板通常为金属板并且允许帕尔帖元件与和帕尔帖元件热交换接触的主体之间的更加均匀的热交换。这样的板或金属板通常被描述为“散热器”。

这产生了用于帕尔帖元件以及相关的装备有这样的帕尔帖元件的热电的热交换器的刚性结构。在帕尔帖元件或相关的热交换器的运行期间，热感应应力在帕尔帖元件内产生，这由于稳固的构造而不能，或未被充分地抵消。另外，这样的帕尔帖元件具有实际待温度控制的温度控制搭档之间的增加的热阻抗，这由出现在这些搭档之间的组成部件(诸如例如金属桥、电介质层或金属板)引起，并且导致低效率。在此，这样的金属板特别是用于抵消局部温差(所谓的热点)的目的。当在较大的过程中时，特别是需要较大面积的帕尔帖元件时，这样的热电的形成能够增加或增强。这通常与较厚的金属板或散热片抵消，但这转而导致热阻抗的增加以及效率的降低。帕尔帖元件的结构另外地导致帕尔帖元件的某些最小厚度，所述最小厚度给予帕尔帖元件在难以获得或不允许获得的密集的安装空间中的使用。

发明内容

本发明因此处理如下的目的：为帕尔帖元件、为制造这样的帕尔帖元件的方法以及为具有这样的帕尔帖元件的热电的热交换器提出改进的实施例，其特征在于增加的效率和/或简化的使用。

根据本发明，该目的通过独立权利要求的主题解决。有益的实施例为从属权利要求的主题。

本发明基于如下的主要构思：使帕尔帖元件的半导体与板结构电连接并因此接触，并且同时采用用于热传递的板结构。板结构的使用导致帕尔帖元件的弹性，这有助于运行期间产生的热应力的去除，和/或允许帕尔帖元件的更灵活的使用，以及因此的帕尔帖元件或不同空间环境和/或不同几何结构中的相关热交换器的使用。