专利名称：高效能热电材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高效能热电材料，尤指一种将一个热电材料的一端涂布一个银胶，通过加热制成一种非均性热电基材，其为一个具备高热电优值的高效能热电材料。
背景技术：
常用的热电材料主要是利用热能转换成电能，较适合应用在制冷和温差发电，而目前热电技术发展所遇到的瓶颈是热电材料的能源转换效率偏低，而热电转换效率与材料的热电优值(ZT= Q2T/K P)关系密切，其中α所代表的是seebeck系数，其是指在常用的热电材料两端维持I度温差所能产生的电压，因此当热电优值越高，表示能源转换效率越好，但是常用的热电材料都属于均匀性的热电材料，要获得较高的热电优值相对有一定难度。此外，利用常用的热电材料制成一个常用的热电组件，而常用的热电组件通过温差产生电能，是由常用的热电组件的两金属焊点导出电能，该两金属焊点分别位于常用的热电组件的最低温端和最高温端，由于常用的热电组件的热端的温度受限于金属焊料接点较低的液化温度，及常用的热电组件冷热两端温度差造成体积热膨胀差异使焊料应力增力口，易造成焊点破损使组件失效，而无法提升温差范围，组件效率不易最佳化。因此，如何改善常用的热电材料，使常用的热电材料能够获得较高的热电优值，并改善常用的热电组件使用效率受限于焊料使用温度的状况，以解决热端焊料温度的限制，以及冷热焊料端点热膨胀差异的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效能热电材料，在一个热电基材一端涂布一个银胶，并通过一个加热器对已涂布该银胶的热电基材进行一个加热程序，以制作成一种非均性热电基材，再使用该加热器对该非均性热电基材的掺杂区域进行加热，以达到获得一个高热电优值的目的。为达到上述目的的技术手段是:本发明提供的高效能热电材料，包括:一个热电基材；一个涂布在该热电基材一端的银胶；一个对已涂布该银胶的热电基材进行加热的加热器，以制作成一种非均性热电
基材O其中，该热电基材，包括一个高载子浓度区域及一个低载子浓度区域。其中，该银胶，由银元素制作而成。其中，该非均性热电基材，具有一个非掺杂区域及一个掺杂区域。其中，该非均性热电基材的掺杂区域，借助一个测量设备的加热器赋予一个温度差，并由该测量设备测量获得一个高热电优值。本发明的另一个目的是提供一种高效能热电材料，利用非均性热电材料电能导出的两端点都位于低温端，进而解决热端焊料温度的限制，及焊料端点热膨胀差异的目的。
为达到上述目的的技术手段是:本发明提供的高效能热电材料，包括:一个热电基材；以及一个银胶，涂布在该热电基材的一端；其中将涂布有该银胶的热电基材通过一个高温炉进行一个加热扩散程序，以制作成一种非均性热电基材，并将该非均性热电基材放置在一个热电致冷组件上，且对该热电致冷组件通一个电流，使该热电致冷组件产生一个热能，对该非均性热电基材进行一个加热程序，且产生一个第一个温度差，以获得一个正向电压。其中，该热电致冷组件通一个反向电流，使该热电致冷组件产生一个致冷，对该非均性热电基材进行一个降温程序，并产生一个第二温度差，以获得一个反向电压。本发明采用上述技术方案，具有以下优点:使常用的热电材料能够获得较高的热电优值，并改善常用的热电组件使用效率受限于焊料使用温度的状况，从而解决热端焊料温度的限制，以及冷热焊料端点热膨胀差异的问题。
图1a为本发明高效能热电材料与掺杂元素进行掺杂的示意图；图1b为本发明高效能热电材料的第一实施例通过掺杂加热过程以制作一种非均性热电基材的制作示意图；图2为本发明高效能热电材料的第一实施例经加热程序所获得原子浓度数据图；图3为本发明高效能热电材料的第一实施例进行加热测量示意图；图4为本发明高效能热电材料的第一实施例经加热测量获得的电压数据图；以及图5a至图5b为本发明高效能热电材料的第二实施例示意图。附图标记说明:11热电基材；12银胶；14非均性热电基材；15测量设备；16热电致冷组件；141非掺杂区域；142掺杂区域；151正极测量棒；152负极测量棒；153加热器。
具体实施例方式请同时参阅图1a至图1b所示，本发明所提供的高效能热电材料，为先选自一个热电基材11 (如图1a所示)，其包含一个高载子浓度区域与一个低载子浓度区域(图中未示)，再将银元素制作成一个银胶12，接着将该银胶12涂布在该热电基材11的一端，并使用一个高温炉(图中未示)对已涂布该银胶12的热电基材11进行一个加热扩散程序，该加热扩散程序以250°C 350°C的温度对涂布有该银胶12的热电基材11持续加热两小时，使该银胶12能够掺杂到该热电基材11的一端内，以制作成一种非均性热电基材14,而该非均性热电基材14为一个具有高掺杂银原子的热电材料。该热电基材11在经过该银胶12掺杂，并再通过该加热扩散程序的高温制程后，制作成该非均性热电材料14 (如图1b所示)，其两端则会产生巨大的载子浓度差异，再将该非均性热电材料14放置在一个测量设备15上，且使用该测量设备15的加热器153在该非均性热电材料14有掺杂的一端进行加热，使该非均性热电材料14的两端分别会有不同的温度，让该非均性热电材料14两端的温度产生一个温度差，当该非均性热电材料14的两端因该温度差产生时，并通过该测量设备15的正负极测量棒151、152，分别跨接在该非均性热电材料14的两端进行测量，会获得一个高电位差，且与温度差相除后，其seebeck系数会明显提升。
请参阅图2所示，为本发明第一实施例该热电基材11在涂布该银胶12后，并通过该高温炉(图中未示)进行该加热扩散程序时，则该热电材料11因该加热扩散程序，使得在掺杂过程，该热电材料11的原子浓度会产生变化，由图中可看出，在300°c时，该银胶12内的银原子在加热后，通过一个热扩散开始进入该热电基材11的一端内，使该热电基材11掺杂区域的原子浓度会呈梯度缓降。再者，在320°C时，该热电基材11 一端进行掺杂区域的原子浓度，因该银胶12的银原子在加热后，通过该热扩散掺杂进入该热电基材11 一端内，使该热电基材11的原子浓度开始呈梯度缓降。又，在360°C时，该热电基材11 一端进行掺杂区域的原子浓度，因该银胶12的银原子已掺杂进入，故该热电基材11的原子浓度下降较快，呈现直线缓降。请参阅图3及图4所示，为本发明第一实施例在该非均性热电基材14的掺杂区域142端使用该加热器153进行加热，以该测量设备15的正极测量棒151和该负极测量棒152，分别跨接在该非均性热电基材14的非掺杂区域141和该掺杂区域142上，其中该负极测量棒152在该非掺杂区域141，而该正极测量棒151则在该掺杂区域142且靠近加热端，所测量获得一个第一高电压值为较高，当该正极测量棒151由靠近加热端向该非掺杂区域141方向移动，所测量出来的一个第二电压值会逐渐降低，该正极测量棒151位在非掺杂区域141和该掺杂区域142之间，所测量的第三电压值为最低。若将该非均性热电基材14转变方向，使该非均性热电基材14的非掺杂区域141与该加热器153接触，并更改为自该非掺杂区域141端进行加热，再将该测量设备15的正极测量棒151和该负极测量棒152，分别跨接在该非掺杂区域141和该掺杂区域142上，所测量获得一个第四电压值会比该第一高电压值更低。由上述可知，该加热器153对该掺杂区142进行加热后，通过该测量设备15进行测量，所测量获得的电压值则相对会比由该非掺杂区域141进行加热所测量的电压值，及介于该非掺杂区域141与该掺杂区142间所测量的电压值高出更多。请参阅图5a及图5b所示，为本发明第二实施例，为将该非均性热电基材14放置在一个热电致冷组件16 (ThermoElectric Cooling)上,使该非均性热电基材14位于该热电致冷组件16 (ThermoElectric Cooling)上方,先对该热电致冷组件16通一个电流,让该热电致冷组件16通该电流后产生一个热能，且该热电致冷组件16因通该电流产生该热能后能够对该非均性热电基材14进行一个加热程序，使得该非均性热电基材14的上下端(即与该非均性热电基材14呈垂直方向)产生一个第一个温度差，其为正向温度差(Z轴方向为温差方向)，则在该非均性热电基材14的上下端产生有该第一个温度差时，该非均性热电基材14的左右端(即与该非均性热电基材14呈水平方向)通过测量会获得一个正向电压。再者，将该热电致冷组件16通一个反向电流(如图5b所示)，让该热电致冷组件16通该反向电流后产生一个致冷，使该热电致冷组件16因通该反向电流产生该致冷后能够对该非均性热电基材14进行一个降温程序(或致冷程序)，让该非均性热电基材14的上下端产生一个第二温度差，其为反向温度差(Z轴方向为温差方向)，当该非均性热电基材14的上下端产生有该第二温度差时，则该非均热电基材14的左右端通过测量会获得一个反向电压。
由此可知，本发明的高效能热电材料，通过该热电基材11 一端涂布该银胶12，并经过该高温炉对已涂布该银胶12的热电基材11进行该加热扩散程序，以制作成该非均性热电基材14，再通过该测量设备15测量，即可得到一个具备高热电优值的热电材料。以上这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种高效能热电材料，其特征在于，该材料包括: 一个热电基材；以及 一个银胶，涂布在该热电基材的一端； 其中，将涂布有该银胶的热电基材通过一个高温炉进行一个加热扩散程序，以制作成一种非均性热电基材。
2.根据权利要求1所述的高效能热电材料，其特征在于，该热电基材，包括一个高载子浓度区域及一个低载子浓度区域。
3.根据权利要求1所述的高效能热电材料，其特征在于，该银胶，由银元素制作而成。
4.根据权利要求1所述的高效能热电材料，其特征在于，该非均性热电基材，具有一个非掺杂区域及一个掺杂区域。
5.根据权利要求4所述的高效能热电材料，其特征在于，该非均性热电基材的掺杂区域，借助一个测量设备的加热器赋予一个温度差，并由该测量设备测量获得一个高热电优值。
6.一种高效能热电材料,其特征在于,该材料包括: 一个热电基材；以及 一个银胶，涂布在该热电基材的一端； 其中将涂布有该银胶的热电基材通过一个高温炉进行一个加热扩散程序，以制作成一种非均性热电基材，并将该非均性热电基材放置在一个热电致冷组件上，且对该热电致冷组件通一个电流，使该热电致冷组件产生一个热能，对该非均性热电基材进行一个加热程序，且产生一个第一个温度差，以获得一个正向电压。
7.根据权利要求6所述的高效能热电材料，其特征在于，该热电致冷组件通一个反向电流，使该热电致冷组件产生一个致冷，对该非均性热电基材进行一个降温程序，并产生一个第二温度差，以获得一个反向电压。
全文摘要
一种高效能热电材料，通过在一个热电基材的一端，涂布一个银胶，并借助一个高温炉对已涂布该银胶的热电基材进行一个加热扩散程序，以制作成一种非均性热电基材，该非均性热电基材能够达到高热电优值的目的。
文档编号H01L35/28GK103094468SQ20111041739
公开日2013年5月8日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年11月4日
发明者廖建能, 黄泓宪, 吴历杰, 林幸娴, 卢孟珮, 邱建豪 申请人:廖建能