[发明专利]一种采用六面体结构热电臂的偏移式半导体热电模块

说明书

本发明涉及一种采用六面体结构热电臂的偏移式半导体热电模块，包括两个六面体结构的半导体热电臂、铜导电片以及绝缘层，其中两个六面体结构的半导体热电臂对称以并联方式设置于两铜导电片之间，绝缘层设于两个两铜导电片外侧；两个六面体结构的半导体热电臂由正六面体热电臂的顶点以一定角度与半径偏移得到。本发明偏移式六面体结构热电臂可以应用于各种结构热电发电系统的模块中，例如圆筒式两级结构、多层板型结构等；这种偏移式结构可以使整个系统具有更高的热电转换效率、热电发电效率以及更好的传热特性。

技术领域

本发明属于一种半导体热电模块技术领域，具体涉及一种采用六面体结构热电臂的偏移式半导体热电模块。

背景技术

目前Π型热电模块是最常见的模块形式，但在一些常见结构的热电发电系统中，如圆筒式两级结构、多层板型结构等，采用偏移式结构热电模块可以使整个系统具有更高的热电转换效率、热电发电效率以及更好的传热特性。

传统的正六面体结构热电模块内电流密度分布各不相同，热电臂上电流密度较小分布均匀，但导电电极内部电流密度较大且分布差异明显。导电电极上出现电流密度集中现象，最大电流密度出现在导电电极中心处，而最小电流密度出现在电极板边缘角处。由于导电电极表面电流密度越大，电极内部实际流过的电流就会越低，这会导致导体电阻增加，电极损耗增加。而偏移式六面体结构热电模块内电流密度集中现象得到有效改善，导电电极中间电流密度与边缘电流密度差距降低，不仅降低了趋肤效应对模块的影响还减少模块消耗。

发明内容

本发明建立了一种采用六面体结构热电臂的偏移式半导体热电模块，为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种采用六面体结构热电臂的偏移式半导体热电模块，包括半导体热电臂、铜导电片和绝缘层；

两个所述半导体热电臂设置在两铜导电片之间，绝缘层设置于两个铜导电片外侧；

所述铜导电片分别为铜导电片a和铜导电片b。

所述的一种采用六面体结构热电臂的偏移式半导体热电模块，其优选方案为所述半导体热电臂为六面体结构。

所述的一种采用六面体结构热电臂的偏移式半导体热电模块，其优选方案为两个所述半导体热电臂由传统的正平行六面体热电通过其顶点偏移一定角度和半径，将新的顶点作为偏移式热电臂的顶点，偏移角度为θ＝210°，偏移半径为ρ＝0.8mm，偏移后的热电臂中有两个曲面，形成偏移式六面体结构热电臂。

所述的一种采用六面体结构热电臂的偏移式半导体热电模块，其优选方案为按两个所述半导体热电臂的倾斜角度对称以并联的方式设置在两铜导电片之间，则为对称类结构。

本发明的有益效果为：1.本发明偏移式六面体结构热电臂可以应用于常见结构热电发电系统的模块中，例如圆筒式两级结构、多层板型结构等；这种偏移式结构可以使整个系统具有更高的热电转换效率、发电效率以及更好的传热特性。

2.本发明相比于传统的正平行六面体结构热电臂，由于偏移式六面体热电臂改善了模块内电流密度集中现象，不仅降低了趋肤效应对模块的影响，同时又降低了热电材料的消耗。

附图说明

图1左图为现有技术中的正平行六面体热电臂结构示意图及其尺寸，右图为经过顶点偏移一定半径和角度所形成的新的热电臂及其尺寸；

图2为本发明中传统平行六面体热电模块结构示意图及其具体尺寸；

图3为本发明中的以偏移式六面体为热电臂的热电模块结构示意图；

图4为本发明中的传统平行六面体为热电臂的热电模块三维示意图；

图5为本发明中以偏移式六面体为热电臂的热电模块三维示意图；

图6为本发明中以偏移式热电模块构成的优化模块组合；