[发明专利]一种三维光热电转换器件

说明书

本发明涉及一种三维光热电转换器件，包括基底层，基底层的中部设置有通道，通过通道将基底层分为左部、右部，并且通道的底部设置有凹槽；左部、右部的上方、通道的内部均设置有热电转换层，热电转换层上表面设置有第一电极层，第一电极层的上方设置有二硫化钼层，二硫化钼层的上表面设置有贵金属颗粒层，凹槽内还设置有第二电极层；该三维光热电转换器件，通过设置光‑热‑电的转化结构，能够将光能转换成热能，然后将热能转换为电能，而且通过设置Y形的热电转换层，设置密封腔、增强第二电极层散热效率的方式，使得第一电极层与第二电极层之间的温度差更大，从而使得所提供的电流更加的持久稳定，整体上使得光‑热‑电具有更好的转化效率。

技术领域

本发明涉及光能及热能转换电能的技术领域，具体涉及一种三维光热电转换器件。

背景技术

在化石燃料储备日渐消耗的情况下，对可再生能源如太阳能的利用成为人们关注的重要方向。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式，其中光电转换是目前对太阳能进行有效利用的主要途径，如通过光伏组件可以将太阳能转换为电能。但由于太阳能电池工作时的光电转换效率有限，普遍在20～30％，剩余的太阳能量以废热的形式散失在环境中。

热电材料能够直接将热能与电能相互转换，在废热回收及绿色制冷领域中展现出巨大的应用潜力。目前商业化的热电材料主要为碲化铋基的无机块体材料，其能量转化效率约为10％。热电材料的能量转换效率虽不如传统的压缩机制冷或者蒸汽热回收系统但它的优点在于器件稳定性高、结构简单紧凑、易于维护；并且热电器件工作时不需要机械传动装置或配件，对环境友好。

将热电器件与光伏组件集成，在光伏电池吸收太阳光发电的同时，热电器件吸收光伏电池的废热发电，可实现光电、热电同时转化，是提高对太阳能利用率的有效途径。近年来，各类器件的微型化、柔性化发展逐渐成为潮流趋势，随之涌现出各种新型可穿戴、可折叠便携式的智能设备，若将光伏与热电器件做成薄膜结构，实现轻质、超薄、可弯折，便可推动太阳能/热电电池在航空航天、医疗监护以及可穿戴等领域的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种三维光热电转换器件，包括基底层，所述基底层的中部设置有通道，通过通道将所述基底层分为左部、右部，并且通道的底部设置有凹槽，所述左部、右部的顶面为外高内低的斜面；所述左部、右部的上方、通道的内部均设置有热电转换层，所述热电转换层上表面设置有第一电极层，所述第一电极层的上方设置有二硫化钼层，所述二硫化钼层的上表面设置有贵金属颗粒层，所述凹槽还设置有第二电极层，并且所述第二电极层位于热电转换层的下表面的下方。

所述二硫化钼层的上方设置有石墨烯层，所述二硫化钼层与石墨烯层组成一密封腔，所述贵金属颗粒层置于密封腔内 。

所述二硫化钼层的上表面设置有多个卡槽，所述贵金属颗粒层的金属颗粒置于卡槽内。

所述第一电极层、第二电极层均为石墨烯制成。

所述第二电极层为金属制成。

所述第二电极层为金属网格层。

所述贵金属颗粒层的金属颗粒为纳米金属颗粒。

本发明的有益效果：本发明提供的这种三维光热电转换器件，通过设置光-热-电的转化结构，能够将光能转换成热能，然后将热能转换为电能，而且通过设置Y形的热电转换层，提高光的吸收率，通过设置密封腔、增强第二电极层散热效率的方式，使得第一电极层与第二电极层之间的温度差更大，更长时间的保持，从而使得所提供的的电流更加的持久稳定，整体上使得光-热-电具有更好的转化效率。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是三维光热电转换器件的结构示意图。