216被描述成直线块。不过，区域210和216可被成形成椭圆形，部分206、208和部分212、214在它们之间。另外，可以这样形成区域210和216，以致区域210和216分别延续表面220、230、240、242，以及表面264、266、278、280的整个宽度250。
[0056]区域210可由铝、碳、铜、铬镍铁合金、镍、碳化硅、氮化硅、锡、锌等的任何适当的绝热导电固体泡沫构成。一个这样的例子是热导率为10瓦/米-开氏温度，电阻率为 6.5 X ICT5 欧姆-米的 Duocel Copper Foam(铜泡沫)(ERG Aerospace Corporat1n)。另一个例子是热导率为0.25瓦/米-开氏温度，电阻率为I X 10_2欧姆-米的CarbonCFOAM (Touchstone Research Laboratory)。另一个例子是热导率为 0.09 瓦 / 米-开氏温度，电阻率为3 X ICT2欧姆-米的碳纳米泡沫(MarkeTech Internat1nal)。
[0057]另外，可以使用带有导电添加剂的绝热聚合物基材料，这样的例子是利用各种导电添加剂把电阻率降低到le3欧姆-米的绝热Dyneon导电尼龙，聚酯型聚氨酯或者聚醚型聚氨酯(3M Company)。另一个例子是由包含导电金属纳米簇，结果形成导电率差不多和诸如铜、银和铝之类金属的导电率一样的绝热材料的工程聚合物构成的金属橡胶MetalRubber(NanoSonic Inc)。另一个例子是结合硅酮聚合物和开孔金属泡沫的导电绝热体(Lockheed Martin Corporat1n, US2003/0064606)。
[0058]另外，可以使用被加工成形，以减小横截面面积，从而极大地把热导率降低到目标值，同时仍然保持导电性的金属导体，比如镲、销、铜、银、金、锡、锌、铅、碲、钴、钼、钛、铟、铂、钮和铺。
[0059]可以使用利用绝热添加剂和晶格取向调整，结果产生6?24瓦/米-开氏温度的热导率，I?6Χ1(Γ5欧姆-米的电阻率的间隙碳石墨。另外，可以使用绝热导电陶瓷和分层陶瓷。
[0060]此外，仅仅作为例子，区域210可由利用任何方法、技术或手段，结合或布置在元件202的部分206和208之间，以及元件204的部分212和214之间的氧化铟锡(InSbO2)构成。仅仅作为例子，通过利用导电胶、导电膏、焊接、硬钎焊或软钎焊，比如(但不限于)银浆料等，把区域210粘接在部分206和208之间，布置区域210。一般，随后在任何适当的气氛，比如(但不限于)氮气、合成气体中，对元件202进行退火，在一些情况下，可以使用暴露在蒸汽和压力之下。应明白暴露在不同的气体和/或化学物质，温度和时间之下会改变区域210的化学组成，从而把区域210的导电性和导热性改变到期望的水平。
[0061]在另一个例子中，区域210可由诸如(但不限于)硅酮、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、砜之类高温聚合物的混合物构成。随后可以使高温聚合物与导电粒子/或纳米粒子混合，以便产生适当的绝热性和适当的导电性。
[0062]如图2中所示，热电元件203被形成为具有表面205、207、209、211、213和215的立方体，其中表面205形成顶面205，表面207形成底面207，表面209、211、213、215形成立方体的侧面。在热电元件203的端部283和229，分别布置和/或制备电极219和221。通常，这样构成电极219和221，以致从热电元件203到元件202和204的部分208和212，存在良好的电连接、机械连接和热连接，从而使热电元件203产生的电流和电压能够流过元件202和204，如图2中所示，而区域210和216限制部分206和208之间，以及部分212和214之间的热能的流动，从而通过热电元件203引导、集中和使热能达到最大，以致使热电元件203产生的电流和电压达到最大，同时使寄生热能损失降至最小。
[0063]可以利用任何适当的热电材料，比如(但不限于)铋硫属化合物、碲化铅(PbTe)、碲化铋(BiTe)、无机笼形包合物、硅化物、锗化硅和或锗化硅合金、镁IV族化合物、方钴矿热电材料、氧化物热电材料、half Heusler合金等，构成热电元件203。
[0064]利用任何适当的方法或技术，或者方法或技术的组合，制成热电元件203的电极219和221。通常，这样形成电极219和221，以致该区域的电流-电压(1-V)曲线是线性并且对称的，从而允许电子流容易地通过热电器件200。取决于具体的应用，可以利用几种技术，比如(但不限于)掺杂、退火、注入、沉积、湿法化学处理、包括电镀和化学镀的镀覆技术等的组合，制成电极219和221。应明白可在晶片级实践一些方法和技术。不过，还应明白有时在单个小片等级重复这些工艺中的一些工艺。
[0065]一般，通过利用任何适当的方法或技术，包括任意湿式或干式方法或技术，清除热电元件203的适当表面的所有氧化物、污染物等，制成电极219和221。电极219和221被掺杂以P型或η型掺杂剂。在完成掺杂和清洁之后，可在电极219和221上沉积其它材料层，比如(但不限于)金属、导体材料、纳米结构、焊料等。触点区和/或电极随后为结合到元件202和204做好了准备。
[0066]利用任何适当的方法或工艺，比如(但不限于)软钎焊、导电胶、超声波熔合、压挤或退火合金层等，热电元件203可被布置在表面256和275上，并且热耦接和电耦接到表面256和275。通常，为了性能最佳，电极219和221需要分别与部分208和212的表面275和256良好电连接、热连接和机械连接。
[0067]功能上，如图2中所示，通过使热电元件203的电极219被置于元件204的部分212上，并使热电元件203的电极221被置于元件202的部分208上，构成热电器件200，其中电极219和221分别热耦接、电耦接和机械耦接到部分212和208。随后，把热电器件200放置在温度梯度中，其中部分212与温度梯度的用方框259指示的热侧接触，其中部分208与用方框261指示的冷侧接触。通过使热电器件200在热侧259和冷侧261之间，从热电元件203产生电压和电流。电压和电流通过区域216，从部分212连接到部分214，同样地，通过区域210，从部分208连接到部分206。电流和电压随后能够通过线路245、271、269、265、263和249，从部分214和206直接输出，并用仪表281测量。由于区域210和216都导电绝热，因此从热电元件203获得足量的电子，同时热能被集中到并通过热电元件203，使热能几乎不被浪费。通常，理想的是具有最薄和最大的表面区域，所述表面区域可由来自热源(图2中，用方框259内的字“热”例示)的可用热量，和来自冷却源(图2中，用方框261内的字“冷”例示)的冷却维持。
[0068]另外，如图2中所示，元件202和204与热电元件203之间的物理关系可随具体应用而变化。例如，通过利用可穿过部分208的中心，热电元件203的中心和部分212的中心的中心线287，能够使部分208和212与热电元件203在彼此之上几何居中。
[0069]在另一个例子中，并且如图2中所示，部分208和212可被偏置，用箭头273指示。可把偏置273调整到任何适当的尺寸，只要热电元件203热耦接和电耦接到部分208和212即可。
[0070]在另一个例子中，在如图2中所示放置元件202的情况下，可沿着用箭头289指示的360°弧线，在任意地方放置元件204。从而，通过允许和/或选择放置元件202和204的位置，在设计中，热电器件200可灵活旋转，使元件202和204的使用和定位的设计更容易。这种灵活性进一步提高紧凑性，从而减小热电器件200的尺寸。
[0071]另外如图2中图解所示，当在元件202和204的部分208和212之间，存在温差时，仪表281测量一定的电压。通常，对N型器件来说，箭头251指示电流的方向。
[0072]图3图解说明图2中讨论的基本结构的各种替代方案。现在参见图3，可以分别使元件302、304、306和308的部分310、312、314、316、318、320具有任何适当的3维几何设计，部分310和312分别具有厚度342和344，例示成椭圆形，部分314和316分别具有厚度346和348，例示成圆柱形，部分318和320分别具有厚度350和352，例示成矩形。另外，如图3中所示，也可以使分别具有厚度354、356和358的热电元件322、324和326成为或者加工成形成任何适当的3维形状，热电元件322例示成椭圆形，热电元件324例示成圆形或圆盘形，热电元件326例示成矩形。
[0073]区域328、330、332和334也可被加工成形成任何适当的3维几何构形，比如(但不限于)圆形、矩形等。
[0074]如图3中所示，例如，可以使热电元件322、324、326分别接近和/或充满元件302、304,306和308的部分310、312、314、316、318和320的特定几何表面积。尽管可以利用任何适当的厚度354、356、358产生工作热电器件(用热电器件336、338和340例示)，不过，性能受厚度和表面积影响。利用系统应用程序，确定这些参数的最佳值的选择。
[0075]图4是包括外部电互连的多支路模块的电气和物理结构的分解示图。图中表示了阶梯特征，其中热能垂直流过该结构，电流水平流过该结构。图4是具有线性布置的多个热电器件402的热电模块400的极大简化的分解图。如图4中所示，所述多个热电器件402包括热电器件404、406和408。热电器件404还包括分别具有部分412、416和部分422、426的元件410和420，其中构成部分416，以便接纳电插座448，其中部分412包括表面403和405，其中部分422和426分别包括表面407,411和表面409、413。区域414和424分别被置于部分412和416之间，以及部分422和426之间，热电元件418具有电极435和437，其中电极435和437分别电耦接、热耦接和机械耦接到部分426和412。
[0076]热电器件406还包括具有部分422、426和部分432、434的元件420和430，部分422,426和部分432和434分别具有表面415,417和表面419、421。区域424和436被分别置于部分422和426之间，以及部分432和434之间，热电元件428具有电极431和433，其中电极431和433分别电耦接、热耦接和机械耦接到部分434和422。
[0077]热电器件408还包括具有部分432、434和部分442、444的元件430和440，部分444具有表面423和425，其中构成部分442，以便接纳电插座450，区域436和446被置于部分432和434之间，以及部分442和444之间，热电元件438具有电极427和429，其中电极427和429分别电耦接、热耦接和机械耦接到部分444和432。
[0078]通常，热电模块400的多个热电器件402被配置成具有阶梯构形439，其中按独特的垂直、水平和纵向方式，布置和耦接元件410、420、430和440及其相关的热电元件418、428和438。如图4中所示，在垂直轴用线条456表示，水平轴用线条450表示，纵向轴用线条460表示的情况下，可以看出部分412的表面405被置于热电元件418的电极437上，部分426的表面409被置于热电兀件418的电极435上。另外，部分422的表面411被置于热电元件428的电极433上，部分434的表面419被置于热电元件428的电极431上。另