[发明专利]串联四方式纳米热电能量收集器在审
| 申请号： | 201810208075.7 | 申请日： | 2018-03-14 |
| 公开（公告）号： | CN108447975A | 公开（公告）日： | 2018-08-24 |
| 发明（设计）人： | 廖小平;严德洋 | 申请（专利权）人： | 东南大学 |
| 主分类号： | H01L35/32 | 分类号： | H01L35/32 |
| 代理公司： | 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 | 代理人： | 柏尚春 |
| 地址： | 211189 江*** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | 本发明的串联四方式纳米热电能量收集器，应用于收集射频收发组件放大器的热能给无线传感节点供电。所述的串联四方式纳米热电能量收集器制作在N型硅片衬底上，在衬底上行制作一层氮化硅和二氧化硅作为电学隔离层，在氮化硅层上制作纳米热电堆，与传统热电能量收集器相比，纳米热电偶具有更低的热导率，从而具有较高的热电转化效率，利用纳米热电堆的塞贝克效应将热能转化为热电势。纳米热电堆的中心覆盖一层金属散热板作为导热层，纳米热电势四周覆盖聚酰亚胺作为隔热层，使得纳米热电堆两端形成稳定的温度差。DC‑DC转换模块将串联四方式纳米热电能量收集器收集的电能转换成直流电信号，最终存储在充电电池中，充电电池中的电能可以实现给无线传感节点的供电。 | ||
| 搜索关键词： | 热电能量 收集器 热电堆 串联 无线传感节点 充电电池 热电势 衬底 制作 放大器 热电转化效率 射频收发组件 电学隔离层 金属散热板 塞贝克效应 直流电信号 供电 氮化硅层 电能转换 二氧化硅 聚酰亚胺 热能转化 中心覆盖 转换模块 氮化硅 导热层 隔热层 热导率 热电偶 温度差 上行 存储 覆盖 应用 | ||
【主权项】：
1.一种串联四方式纳米热电能量收集器，其特征在于：串联四方式纳米热电能量收集器由N型硅片衬底(7)，氮化硅层(8)，第一二氧化硅层(9)，纳米热电堆，第二二氧化硅层(10)，聚酰亚胺层(11)和金属散热板(12)构成，纳米热电堆包括N型多晶硅纳米线簇(13)，P型多晶硅纳米线簇(14)，金属连线(15)，聚甲基丙烯酸甲酯(16)和金属pad(17)；氮化硅层(8)和第一二氧化硅层(9)的作用是使N型硅片衬底(7)和纳米热电堆进行电学隔离，第二二氧化硅层(10)的作用是使得纳米热电堆和金属散热板(12)实现电学隔离，同时对纳米热电堆具有保护作用，收集到热电势从金属pad(17)进行输出；该能量收集器主要功能是收集射频收发组件放大器(1)的热能给无线传感节点(5)供电；串联四方式纳米热电能量收集器(3)将收集射频收发组件放大器(1)的热能通过塞贝克效应转换成电能，然后通过DC‑DC转换模块(4)将收集的电能转换成直流电信号，最终存储在充电电池(6)中，充电电池(6)中的电可以实现给无线传感节点(5)的供电；N型多晶硅纳米线簇(13)和P型多晶硅纳米线簇(14)含有的多晶硅纳米线数量为50‑200，多晶硅纳米线由深紫外光刻形成，直径为1‑100nm，高度为2‑10um；N型多晶硅纳米线簇(13)和P型多晶硅纳米线簇(14)之间利用金属连接线(15)进行连接。
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