[发明专利]一种透明热电模块的制备方法

摘要

本发明公开了一种透明热电模块的制备方法，属于功能材料及器件领域。本发明所述方法首先采用脉冲激光沉积在双面抛光Al2O3(0001)单晶衬底的其中一个表面淀积P‑CuCr1‑xMgxO2薄膜，淀积过程用镍掩膜板Ⅰ遮挡衬底表面；然后将双面抛光Al2O3(0001)单晶衬底翻转180°，镍掩膜板Ⅰ位置不变，用脉冲激光沉积在单晶衬底的另一表面淀积N‑Zn1‑yAlyO薄膜；最后采用离子溅射在单晶衬底的边缘两侧制备金电极，淀积过程用镍掩膜板Ⅱ遮挡衬底的边缘两侧。本发明制备得到的透明热电模块为P‑CuCr1‑xMgxO2、N‑Zn1‑yAlyO薄膜间呈X形交叉分布，且金电极将P、N型薄膜依次连接成两个串联通路。本发明相比现有薄膜热电模块单位面积上的输出功率增大，衬底和电极材料用量减少，模块在可见光波段透过率高，肉眼观察为透明。

主权项

一种透明热电模块的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）P型透明热电臂淀积：采用脉冲激光沉积技术，以P‑CuCr1‑xMgxO2陶瓷为靶材，在双面抛光Al2O3(0001)单晶衬底的其中一个表面淀积P‑CuCr1‑xMgxO2薄膜，淀积过程中用镍掩膜板Ⅰ遮挡衬底表面，以获得P型透明热电臂阵列；（2）N型透明热电臂淀积：将步骤（1）中的双面抛光Al2O3(0001)单晶衬底翻转180°，镍掩膜板Ⅰ位置不变，采用脉冲激光沉积技术，以N‑Zn1‑yAlyO陶瓷为靶材，在双面抛光Al2O3(0001)单晶衬底的另一表面淀积N‑Zn1‑yAlyO薄膜，得到N型透明热电臂阵列；其中，每个条状P‑CuCr1‑xMgxO2薄膜和其背面对应的条状N‑Zn1‑yAlyO薄膜之间呈X形交叉分布；所述镍掩膜板Ⅰ的镂空掩膜图案为若干倾斜条状，条状之间相互平行、等距排列；（3）金电极制备：采用离子溅射技术在双面抛光Al2O3(0001)单晶衬底的边缘两侧上淀积金电极，淀积过程中用镍掩膜板Ⅱ遮挡双面抛光Al2O3(0001)单晶衬底的边缘两侧；淀积完成后进行退火；最终使每个金电极覆盖在P‑CuCr1‑xMgxO2薄膜和N‑Zn1‑yAlyO薄膜的连接处，使P‑CuCr1‑xMgxO2薄膜和N‑Zn1‑yAlyO薄膜依次连接，形成两个独立的串联通路。