[发明专利]热电模块

说明书

本发明涉及热电模块，包括：包含热电半导体的复数个热电元件；用于在所述复数个热电元件之间连接的电极；设置在各热电元件与电极之间的用于接合所述热电元件和所述电极的接合层；以及设置在所述热电元件与所述接合层之间的抗氧化层，其中所述抗氧化层包含选自以下中的一种或更多种化合物：包含钼以及选自钨、钴、钛、锆和钽中的一种或更多种金属的合金，所述合金的氧化物，所述合金的氮化物，以及所述合金的氧氮化物。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年6月15日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0076058号的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。

本发明涉及热电模块，所述热电模块具有优异的热特性、电特性，即使在高温条件下也可以防止热电元件的变形，并且可以稳定运行。

背景技术

如果固体材料的两端之间存在温差，则产生热依赖载流子(电子或空穴)的浓度差，这表现为热电动势的电现象，即热电效应。热电效应意指温差与电力和电压之间的可逆且直接的能量转换。

这样的热电效应可以分为产生电能的热电发电和相反的通过电力供应引起两端的温差的热电制冷/加热。

表现出热电效应的热电材料(即热电半导体)具有环境友好并且在发电和制冷的过程中可持续的优点，因此，关于其的许多研究正在进行。此外，其可以直接在工业废热、汽车废热等中产生电力，并且可用于改善燃料效率和CO₂减少等，因此热电材料越来越受到关注。

热电模块的基本单元是一对p-n热电元件，其由其中电流通过空穴载流子流动的p型热电元件(TE)和其中电流通过电子流动的n型热电元件组成。此外，这样的热电模块可以包括在p型热电元件与n型热电元件之间连接的电极。

这样的热电模块虽然根据所使用的热电材料的种类而不同，但通常在约250℃或更高或者约300℃或更高的温度区域下用于将热能转换为电能，特别地，在使用近来常用的基于锑的热电材料的情况下，热电模块在约500℃或更高的高温条件下运行。

然而，在这样的温度条件下，用于连接热电元件和电极的接合层中包含的元素可能向热电元件扩散，或者可能在热电元件的表面上发生氧化或热变形，因此使得运行困难。

因此，需要开发这样的热电模块，所述热电模块即使在约300℃或更高，优选地约500℃或更高的高温下也可以稳定运行，并且具有优异的热特性、电特性。

发明内容

技术问题

本发明的目的是提供热电模块，所述热电模块具有优异的热特性、电特性，可以防止热电元件的氧化或热变形，因此可以实现高的长期可靠性。

技术方案

本发明提供了热电模块，其包括：

A)包含热电半导体的复数个热电元件；

B)用于在复数个热电元件之间连接的电极；

C)设置在各热电元件与电极之间的用于接合热电元件和电极的接合层；以及

D)设置在热电元件与接合层之间的抗氧化层，

其中抗氧化层包含选自以下i)至iv)中的一种或更多种化合物：

i)包含钼(Mo)以及选自钨(W)、钴(Co)、钛(Ti)、锆(Zr)和钽(Ta)中的一种或更多种金属的合金，

ii)该合金的氧化物，

iii)该合金的氮化物，以及

iv)该合金的氧氮化物。

有益效果