金属p型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置的制作方法

文档序号:7000838
专利名称:金属p型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置的制作方法
技术领域
本发明是关于热电转换和制冷制热装置的,更具体地说,本发明是关于由两块金属材料板和两块P型半导体板依次相互接触组成的金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置。
背景技术
目前,市场上尚未见到由两块金属材料板和两块P型半导体板依次相互接触组成的金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置。

发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单的、即能用于热电转换又能用于制冷或制热的热电转换和制冷制热装置。 本发明的技术方案是由两块金属材料板和两块P型半导体板依次相互接触构成,两块金属材料板分别是金属材料板I和金属材料板3,两块P型半导体板分别是P型半导体板2和P型半导体板4。金属材料板I和金属材料板3的形状和大小可以是一样的,也可以是金属材料板I的厚度与金属材料板3的厚度是不一样的,P型半导体板2和P型半导体板4的形状和大小可以是一样的,也可以是P型半导体板2的厚度与P型半导体板4的厚度是不一样的。金属材料板I和金属材料板3的材料为同一种金属材料,P型半导体板2和P型半导体板4的材料为同一种P型半导体材料。金属材料板I的右表面与P型半导体板2的左表面接触在一起,P型半导体板2的右表面与金属材料板3的左表面接触在一起,金属材料板3的右表面与P型半导体板4的左表面接触在一起。金属材料与P型半导体在处于热源中接触在一起时,在接触面处要发生电子和空穴的扩散,表现在金属材料中的电子要向P型半导体中扩散,P型半导体中的空穴要向金属材料中扩散。本发明中,金属材料板I的右表面与P型半导体板2的左表面接触在一起,P型半导体板2的右表面与金属材料板3的左表面接触在一起,金属材料板3的右表面与P型半导体板4的左表面接触在一起。因此,本发明能产生如下的一些有益效果I)当本发明中的金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置在处于热源中时,在金属材料板I的右表面与P型半导体板2的左表面的接触处,金属材料板I中的电子要向P型半导体板2中扩散,P型半导体板2中的空穴要向金属材料板I中扩散;在P型半导体板2的右表面与金属材料板3的左表面的接触处,P型半导体板2中的空穴要向金属材料板3中扩散,金属材料板3中的电子要向P型半导体板2中扩散;在金属材料板3的右表面与P型半导体板4的左表面的接触处,金属材料板3中的电子要向P型半导体板4中扩散,P型半导体板4中的空穴要向金属材料板3中扩散。2)当本发明中的金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置在处于热源中时,从金属材料板3中扩散到P型半导体板2和P型半导体板4中的电子数、即从金属材料板3中扩散出去的电子数多于从金属材料板I扩散到P型半导体板2中的电子数、即从金属材料板I中扩散出去的电子数,从P型半导体板2中扩散到金属材料板I和金属材料板3中的空穴数、即从P型半导体板2中扩散出去的空穴数多于从P型半导体板4扩散到金属材料板3中的空穴数、即从P型半导体板4中扩散出去的空穴数。3)当本发明中的金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置在处于热源中时,金属材料板3中的电子数少于金属材料板I中的电子数,金属材料板3中的空穴数多于金属材料板I中的空穴数,P型半导体板2中的电子数多于P型半导体板4中的电子数,P型半导体板2中的空穴数少于P型半导体板4中的空穴数。4)当本发明中的金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置在处于热源中时,从金属材料板I的右表面扩散到P型半导体板2的左表面处的电子数多于从金属材料板3的左表面扩散到P型半导体板2的右表面处的电子数,从P型半导体板2的左表面扩散到金属材料板I的右表面处的空穴数多于从P型半导体板2的右表面扩散到金属材料板3的左表面处的空穴数,从金属材料板3的右表面扩散到P型半导体板4的左表面处的电子数多于从金属材料板3的左表面扩散到P型半导体板2的右表面处的电子数,从P 型半导体板4的左表面扩散到金属材料板3的右表面处的空穴数多于从P型半导体板2的右表面扩散到金属材料板3的左表面处的空穴数。5)当本发明中的金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置在处于热源中时,金属材料板3中的电势高于金属材料板I中的电势,P型半导体板4中的电势高于P型半导体板2中的电势,在金属材料板3与金属材料板I之间存在着电势差,在P型半导体板4与P型半导体板2之间存在着电势差,如图2所示。6)当本发明中的金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置在处于热源中时,在金属材料板I的右表面与P型半导体板2的左表面的接触处存在着由金属材料板I的右表面指向P型半导体板2的左表面的电场5,在P型半导体板2的右表面与金属材料板3的左表面的接触处存在着由金属材料板3的左表面指向P型半导体板2的右表面的电场6,在金属材料板3的右表面与P型半导体板4的左表面的接触处存在着由金属材料板3的右表面指向P型半导体板4的左表面的电场7,如图3所示。7)当本发明中的金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置在处于热源中时,在金属材料板I的右表面与P型半导体板2的左表面的接触处存在着的、由金属材料板I的右表面指向P型半导体板2的左表面的电场5的电场强度大于在P型半导体板2的右表面与金属材料板3的左表面的接触处存在着的由金属材料板3的左表面指向P型半导体板2的右表面的电场6的电场强度,即电子在由金属材料板I的右表面通过电场5运动到P型半导体板2的左表面处的过程中或电子在由P型半导体板2的左表面通过电场5运动到金属材料板I的右表面处的过程中电场5对电子所做的功的绝对值大于电子在由金属材料板3的左表面通过电场6运动到P型半导体板2的右表面处的过程中或电子在由P型半导体板2的右表面通过电场6运动到金属材料板3的左表面处的过程中电场6对电子所做的功的绝对值。8)当本发明中的金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置在处于热源中时,在金属材料板3的右表面与P型半导体板4的左表面的接触处存在着的、由金属材料板3的右表面指向P型半导体板4的左表面的电场7的电场强度大于在P型半导体板2的右表面与金属材料板3的左表面的接触处存在着的由金属材料板3的左表面指向P型半导体板2的右表面的电场6的电场强度,即电子在由金属材料板3的右表面通过电场7运动到P型半导体板4的左表面处的过程中或电子在由P型半导体板4的左表面通过电场7运动到金属材料板3的右表面处的过程中电场7对电子所做的功的绝对值大于电子在由金属材料板3的左表面通过电场6运动到P型半导体板2的右表面处的过程中或电子在由P型半导体板2的右表面通过电场6运动到金属材料板3的左表面处的过程中电场6对电子所做的功的绝对值。9)当本发明中的金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置在处于热源中时,如果在金属材料板I与金属材料板3之间接上负载,负载中有电能输出,可实现热电转换。10)当本发明中的金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置在处于热源中时,如果在P型半导体板2与P型半导体板4之间接上负载,负载中有电能输出,可实现热电转换。
11)当本发明中的金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置在处于热源中时,如果将电压大于金属材料板3与金属材料板I之间的电势差的直流电源的正极接于金属材料板3和将负极接于金属材料板1,可实现制冷。12)当本发明中的金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置在处于热源中时,如果将电压大于P型半导体板4与P型半导体板2之间的电势差的直流电源的正极接于P型半导体板4和将负极接于P型半导体板2,可实现制冷。13)当本发明中的金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置在处于热源中时,如果将直流电源的正极接于金属材料板I和将负极接于金属材料板3,可实现制热。14)当本发明中的金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置在处于热源中时,如果将直流电源的正极接于P型半导体板2和将负极接于P型半导体板4,可实现制热。


图I为热电转换和制冷制热装置示意图;图2为热电转换和制冷制热装置中的电势分布图;图3为热电转换和制冷制热装置中的电场分布图;图4为热电转换和制冷制热装置第一种实施例示意图;图5为热电转换和制冷制热装置第二种实施例示意图;图6为热电转换和制冷制热装置第三种实施例示意图;图7为热电转换和制冷制热装置第四种实施例示意图。图8为热电转换和制冷制热装置第五种实施例示意图;图9为热电转换和制冷制热装置第六种实施例示意图。
具体实施例方式下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细描述图I中,金属材料板I的右表面与P型半导体板2的左表面接触在一起,P型半导体板2的右表面与金属材料板3的左表面接触在一起,金属材料板3的右表面与P型半导体板4的左表面接触在一起。图2中,当金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置在处于热源中时,金属材料板3中的电势高于金属材料板I中的电势,P型半导体板4中的电势高于P型半导体板2中的电势。图3中,当金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置在处于热源中时,在金属材料板I的右表面与P型半导体板2的左表面的接触处存在着由金属材料板I的右表面指向P型半导体板2的左表面的电场5,在P型半导体板2的右表面与金属材料板3的左表面的接触处存在着由金属材料板3的左表面指向P型半导体板2的右表面的电场6,在金属材料板3的右表面与P型半导体板4的左表面的接触处存在着由金属材料板3的右表面指向P型半导体板4的左表面的电场7,电场5的方向与电场6的方向相反,电场7的方向与电场6的方向相反,电场5的方向与电场7的方向相同,电场5的电场强度大于电场6的电场强度,电场7的电场强度大于电场6的电场强度。 图4所示的实施例中,当金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置在处于热源中时,用导线将负载8连接在金属材料板3与金属材料板I之间,使负载8上有电能输出,使热能转换成电能,实现热电转换。图5所示的实施例中,当金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置在处于热源中时,用导线将负载9连接在P型半导体板4与P型半导体板2之间,使负载9上有电能输出,使热能转换成电能,实现热电转换。图6所示的实施例中,当金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置在处于热源中时,用导线将直流电源10的正极连接在金属材料板3和将负极连接在金属材料板1,使电场5所在的接触面处的热能减少、温度降低,使电场6所在的接触面处的热能增力口、温度升高,总体上使电场5所在的接触面处减少的热能多于电场6所在的接触面处增加的热能,总体上使装置的热能减少、温度降低,实现制冷。图7所示的实施例中,当金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置在处于热源中时,用导线将直流电源11的正极连接在P型半导体板4和将负极连接在P型半导体板2,使电场7所在的接触面处的热能减少、温度降低,使电场6所在的接触面处的热能增加、温度升高,总体上使电场7所在的接触面处减少的热能多于电场6所在的接触面处增加的热能,总体上使装置的热能减少、温度降低,实现制冷。图8所示的实施例中,当金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置在处于热源中时,用导线将直流电源12的正极连接在金属材料板I和将负极连接在金属材料板3,使电场5所在的接触面处的热能增加、温度升高,使电场6所在的接触面处的热能减少、温度降低,总体上使电场5所在的接触面处增加的热能多于电场6所在的接触面处减少的热能,总体上使装置的热能增加、温度升高,实现制热。图9所示的实施例中,当金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置在处于热源中时,用导线将直流电源13的正极连接在P型半导体板2和将负极连接在P型半导体板4,使电场7所在的接触面处的热能增加、温度升高,使电场6所在的接触面处的热能减少、温度降低,总体上使电场7所在的接触面处增加的热能多于电场6所在的接触面处减少的热能,总体上使装置的热能增加、温度升高,实现制热。
可以通过二个热电转换和制冷制热装置并联或多个热电转换和制冷制热装置并联的方式,使负载上输出更多的电能,使更多的热能转换成电能。可以通过多个热电转换和制冷制热装置串并联的方式,使负载上输出更多的电能,使更多的热能转换成电能。可以通过二个热电转换和制冷制热装置并联或多个热电转换和制冷制热装置并联的方式,提高制冷效果。可以通过多个热电转换和制冷制热装置串并联的方式,提高制冷效果。可以通过二个热电转换和制冷制热装置并联或多个热电转换和制冷制热装置并联的方式,提高制热效果。
可以通过多个热电转换和制冷制热装置串并联的方式,提高制热效果。
权利要求
1.一种金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置,其特征在于,它由两块金属材料板和两块P型半导体板依次相互接触构成。
2.根据权利要求I所述的金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置,其特征在于,金属材料板(I)和金属材料板(3)的形状和大小可以是一样的,也可以是金属材料板(I)的厚度与金属材料板(3)的厚度是不一样的。
3.根据权利要求I所述的金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置,其特征在于,P型半导体板(2)和P型半导体板(4)的形状和大小可以是一样的,也可以是P型半导体板(2)的厚度与P型半导体板(4)的厚度是不一样的。
4.根据权利要求I所述的金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置,其特征在于,金属材料板(I)和金属材料板(3)的材料为同一种金属材料。
5.根据权利要求I所述的金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置,其特征在于,P型半导体板(2)和P型半导体板(4)的材料为同一种P型半导体材料。
6.根据权利要求I所述的金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置,其特征在于,金属材料板(I)的右表面与P型半导体板(2)的左表面接触在一起,P型半导体板(2)的右表面与金属材料板(3)的左表面接触在一起,金属材料板(3)的右表面与P型半导体板(4)的左表面接触在一起。
全文摘要
本发明公开了一种金属P型半导体结四极管式热电转换和制冷制热装置,它由两块金属材料板和两块P型半导体板依次相互接触构成,金属材料板1的右表面与P型半导体板2的左表面接触在一起,P型半导体板2的右表面与金属材料板3的左表面接触在一起,金属材料板3的右表面与P型半导体板4的左表面接触在一起。在金属材料板1与金属材料板3之间或在P型半导体板2与P型半导体板4之间接上负载后就能实现热电转换,在金属材料板1与金属材料板3之间或在P型半导体板2与P型半导体板4之间接上直流电源后就能实现制冷或制热。
文档编号H01L35/32GK102779937SQ201110122599
公开日2012年11月14日 申请日期2011年5月12日 优先权日2011年5月12日
发明者冯建明 申请人:冯建明
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