Термоэлемент Советский патент 1976 года по МПК H01L21/02 

1

Изобретение относится к области прямого преобразования тепловой энергии в электрическую.

Значительную трудность представляет собой создание компактных термобатарей из большого числа термоэлементов. Кроме того, отрицательное в.пияние на электрический баланс оказьшает большое сопротивление напыленных р-п- ветвей.. Попытки получить высокие выходные напряжения путем увеличения числа р-п- ветвей приводят к значительному возрастанию внутреннето сопротивления пленочной термобатареи,Чрезвычайно трудоемок процесс коммутации большого числа р-п- ветвей.

В известной термобатарее тепловые шины подводятся к торцам термоэлемента а термоэлемент имеет большие тепловые и электрические потери на коммутацию вследствие малой контактной поверхности активного материала с коммутационным, Ветвь термоэлемента имеет большое внутреннее сопротивление, так как длина ее больше ширины. Малая ширина ветви термоэлемента по сравнешио с ее длиной также приводит к уменьшению надежности термоэлемента вследствие возможного возникновения трещин и разрьшов в нанесенном активном слое, Кроме TorOj термоэлемент имеет низкий

коэффициент заполнен;;;-: полложки из-за значительных зазоров лeждy р-п- ветвями.

В прегшагаемом термоэлементе токопроводящие коммутационные гяины вьшолнены на рядах перфораций в нзолз-руюшеп подложке, расположенных в стьках чередутошнхся р-п- ветвей, и осуществляют электричссккй контакт р- и п-ветвей на одной стороне подло жи между собой и с р-п- ветвями на доугой стороне подлояскИя

Электрические ком.м)тацнонные шины, расположенные по всей ,члине стыков термоэлектрических ветвей, аозволяю-т до минимума снизить электрические и тепловые потери на коммутацию. Ширина вегви термоэлемента больше его длины, что

позволяет умгнылии, его внутреннее сопротивление j а также nooFiicriib надежность в эксШ1уатаL(HH.

На чертеже кческн изображен предлагаемый термозлемент. Он содержит изоляционную

гибкую перфорированную подложку , полупроводниковые ветвн 2 п типа полупроводниковые ветви 3 р- типа перфорацию 4. заполненную Ki мг.тутационкым материалогчЕ. электрические коммутационные шины 5, гокосъемяые шины 6.

Работает термоэлемент следующим образом.

Места нагрева и охлаждения расположены на стыках разноименных полупроводниковых полосок и чередуются между собой, создавая тепловые потоки Q вдоль ветвей термоэлемента. На одноименных полосках термоэлектрического материала, расположенных по обеим сторонам подложки и скоммутированных электрическими шинами парал лельно возникает термо-э,д.с. Суммарная термоэ.д.с. последовательно включенных ветвей снимается с токосъемных шин 6

Для создания компактной термобатареи на основе предлагаемого термоэлемента подложка с р-п- ветвями согнута в гармошку по перфорации а тепловьЕ шины подведены к местам сгиба под ложки.

Таким образом, предлагаемый термоэлемент с р-п- ветвями на обеих сторонах подложки скоммзгшрованными токопроводящими шинами j выполненными в рядах перфораций по всей длине стыков ветвей р- и п- типов, причем ширина ветви больше ее длины, обладает незначительным внутренним сопротивлением и большой надежностью.

Тепловые и электрические потери на коммутационных шинах также незначительиы, что позволяет получить термоэлемент с высокими характеристи ками.

Формула изобретения

Термоэлемент, содержашнй гибкую изоляционную подложку, ветви с р- и п- проводимостью из полупроводниковых пленок, соединенных электрическими коммутационными шинами и расположенных по обе стороны подложки, отличающийся тем, что, с целью увеличения надежности и уменьшения расхода рабочего материала на единицу мошности, коммутационные шины вьшолнены на рядах перфораций в изолирующей подложке, расположенных в стыках чередующихся р-п- ветвей, и

электрически соединены с р- и п- ветвями на одной стороне подложки и с р-п-ветвями на другой стороне подложки .