專利名稱：一種利用余熱的低溫半導(dǎo)體發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種低溫余熱發(fā)電裝置，利用主要由高效的半導(dǎo)體熱電材料組成的發(fā) 電裝置將100°c左右的低溫余熱直接轉(zhuǎn)換成電能。
背景技術(shù)：
近年來，隨著全球經(jīng)濟(jì)地高速發(fā)展對(duì)能源特別是化石能源的需求在急速增加，而 隨之產(chǎn)生的能源危機(jī)和環(huán)境問題也越來越嚴(yán)重。與此同時(shí)，在日常生產(chǎn)和生活中化石能源 產(chǎn)生的熱量有很大一部分并沒有被利用而是作為余熱或者廢熱浪費(fèi)掉了。若是能夠?qū)⑦@一 部分能量再利用，就能節(jié)約大量能源，有效地緩解現(xiàn)有的能源和環(huán)境危機(jī)。半導(dǎo)體熱電材料 是利用材料本身的熱電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)熱能與電能之間直接轉(zhuǎn)換的能源材料。熱電效應(yīng)包括相互 關(guān)聯(lián)的三個(gè)效應(yīng)塞貝克Geebeck)效應(yīng)、珀?duì)柼?Peltier)效應(yīng)和湯姆遜CThomson)效 應(yīng)。其中熱電發(fā)電利用的是其塞貝克效應(yīng)，即當(dāng)P、η兩種半導(dǎo)體兩端的溫度不同時(shí)在半導(dǎo) 體兩端就有電勢(shì)差，接上一個(gè)外接回路后就有電流流過，實(shí)現(xiàn)溫差發(fā)電。由于半導(dǎo)體熱電材 料具有體積小、可靠性高、無污染、無噪音且有溫差就能發(fā)電的特點(diǎn)被應(yīng)用到本低溫余熱發(fā) 電器中，可以有效地再利用傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)無法使用的低溫余熱。而目前的太陽(yáng)能發(fā)電已開 始采用聚光晶體硅太陽(yáng)能電池組件發(fā)電，其利用聚光鏡聚集強(qiáng)烈的太陽(yáng)光照射單晶體硅太 陽(yáng)能電池片發(fā)電，其發(fā)電效率遠(yuǎn)超過現(xiàn)有的普通太陽(yáng)光照射晶體硅太陽(yáng)能電池片，但是由 于照射光線的強(qiáng)烈，單晶體硅太陽(yáng)能電池片產(chǎn)生大的熱量，為了防止過熱引起發(fā)電效率的 降低，需要用冷缺裝置將單晶體硅太陽(yáng)能電池片上的熱散發(fā)，因此如果能對(duì)此熱能加以利 用，則可以大幅度提高整體的太陽(yáng)能發(fā)電效率。此外也可以將一些其它的中小型設(shè)備的余 熱加以回收利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種熱源溫度在100°C附近的小型低溫發(fā)電裝置，以解決一 些中小型設(shè)備的余熱的再利用問題。本發(fā)明設(shè)計(jì)一種利用余熱的低溫半導(dǎo)體發(fā)電裝置，包 括集熱裝置、碲化鉍基熱電發(fā)電器及散熱冷卻系統(tǒng)組成，其特征在于熱電發(fā)電器采用了多 個(gè)高性能的P/N型碲化鉍基熱電轉(zhuǎn)換元件，為長(zhǎng)方形的薄片結(jié)構(gòu)，多個(gè)熱電轉(zhuǎn)換元件進(jìn)行 了串聯(lián)連接，在頂部和底部各放置一塊陶瓷片并夾緊，頂部陶瓷片上黏附一片導(dǎo)熱硅膠片， 各熱電轉(zhuǎn)換元件間通過鋁電極進(jìn)行連接，連接好的熱電轉(zhuǎn)換元件矩陣中填充多孔聚合物密 封。其特征在于集熱裝置為陶瓷板。其特征在于散熱冷卻系統(tǒng)為底部的陶瓷板，底部的 陶瓷板為鱗狀結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是可以回收熱源溫度在100°C附近的中小型設(shè)備的余熱， 使其能夠再利用，從而降低能源的消耗。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為49個(gè)發(fā)電元件進(jìn)行了串聯(lián)連接，組成了一個(gè) 7*7的矩陣，圖1中1、2是P型和N型的碲化鉍基半導(dǎo)體發(fā)電元件，3是連接元件的鋁電極，4是填充的多孔聚合物，5是頂部陶瓷板，6是底部陶瓷板，7是導(dǎo)熱硅膠片，圖2中8是發(fā)電 元件，4是填充的多孔聚合物。下面結(jié)合附圖和施工實(shí)例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)使用說明。
具體實(shí)施例方式圖中包括集熱裝置、碲化鉍基熱電發(fā)電器及散熱冷卻系統(tǒng)組成，其特征在于熱電 發(fā)電器采用了多個(gè)高性能的P/N型碲化鉍基熱電轉(zhuǎn)換元件，為長(zhǎng)方形的薄片結(jié)構(gòu)，多個(gè)熱 電轉(zhuǎn)換元件進(jìn)行了串聯(lián)連接，在頂部和底部各放置一塊陶瓷片并夾緊，頂部陶瓷片上黏附 一片導(dǎo)熱硅膠片，各熱電轉(zhuǎn)換元件間通過鋁電極進(jìn)行連接，連接好的熱電轉(zhuǎn)換元件矩陣中 填充多孔聚合物密封。其特征在于集熱裝置為陶瓷板。其特征在于散熱冷卻系統(tǒng)為底部 的陶瓷板，底部的陶瓷板為鱗狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)有工業(yè)上的中小型設(shè)備的余熱傳遞到導(dǎo)熱硅膠片 粘貼的散熱器后，熱通過導(dǎo)熱硅膠片在傳遞到高性能的P/N型碲化鉍基熱電轉(zhuǎn)換元件頂部 的陶瓷片上，并在高性能的P/N型碲化鉍基熱電轉(zhuǎn)換元件的上下陶瓷片之間產(chǎn)生溫差，從 而高性能的P/N型碲化鉍基熱電轉(zhuǎn)換元件有電流產(chǎn)生，而高性能的P/N型碲化鉍基熱電轉(zhuǎn) 換元件底部的陶瓷板為鱗狀結(jié)構(gòu)是可以更好地散熱，維持高性能的P/N型碲化鉍基熱電轉(zhuǎn) 換元件上下部的陶瓷板有溫差，并持續(xù)產(chǎn)生電流輸出。
權(quán)利要求
1.一種利用余熱的低溫半導(dǎo)體發(fā)電裝置，包括集熱裝置、碲化鉍基熱電發(fā)電器及散熱 冷卻系統(tǒng)組成，其特征在于熱電發(fā)電器采用了多個(gè)高性能的P/N型碲化鉍基熱電轉(zhuǎn)換元 件，為長(zhǎng)方形的薄片結(jié)構(gòu)，多個(gè)熱電轉(zhuǎn)換元件進(jìn)行了串聯(lián)連接，在頂部和底部各放置一塊陶 瓷片并夾緊，頂部陶瓷片上黏附一片導(dǎo)熱硅膠片，各熱電轉(zhuǎn)換元件間通過鋁電極進(jìn)行連接， 連接好的熱電轉(zhuǎn)換元件矩陣中填充多孔聚合物密封。
2.按權(quán)利要求1所述的一種利用余熱的低溫半導(dǎo)體發(fā)電裝置，其特征在于集熱裝置 為高性能的P/N型碲化鉍基熱電轉(zhuǎn)換元件頂部的陶瓷板。
3.按權(quán)利要求1所述的一種利用余熱的低溫半導(dǎo)體發(fā)電裝置，其特征在于散熱冷卻 系統(tǒng)為高性能的P/N型碲化鉍基熱電轉(zhuǎn)換元件底部的陶瓷板，底部的陶瓷板為鱗狀結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種低溫余熱發(fā)電裝置，利用主要由高效的半導(dǎo)體熱電材料組成的發(fā)電裝置將100℃左右的低溫余熱直接轉(zhuǎn)換成電能。包括集熱裝置、碲化鉍基熱電發(fā)電器及散熱冷卻系統(tǒng)組成，其特征在于熱電發(fā)電器采用了多個(gè)高性能的P/N型碲化鉍基熱電轉(zhuǎn)換元件，為長(zhǎng)方形的薄片結(jié)構(gòu)，多個(gè)熱電轉(zhuǎn)換元件進(jìn)行了串聯(lián)連接，在頂部和底部各放置一塊陶瓷片并夾緊，頂部陶瓷片上黏附一片導(dǎo)熱硅膠片，各熱電轉(zhuǎn)換元件間通過鋁電極進(jìn)行連接，連接好的熱電轉(zhuǎn)換元件矩陣中填充多孔聚合物密封。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是可以回收熱源溫度在100℃附近的中小型設(shè)備的余熱，使其能夠再利用，從而降低能源的消耗。
文檔編號(hào)H02N11/00GK102104353SQ200910201469
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者倪開祿, 張劍, 張聞斌, 李長(zhǎng)嶺 申請(qǐng)人:上海超日太陽(yáng)能工程有限公司, 上海超日太陽(yáng)能科技股份有限公司