块中，热电臂的高温端与第二电极连接处的局部细节示意图。
【具体实施方式】
[0028]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0029]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述【具体实施方式】，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0030]为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[0031]本实用新型提供了一种热电模块，该热电模块包括:热电臂，包括交替排列的P型热电臂和N型热电臂，且各P型热电臂和各N型热电臂串联连接；电极，包括与热电臂的低温端连接的第一电极，以及与热电臂的高温端连接的第二电极，第二电极的内部嵌有柔性导电材料，热电臂的高温端与柔性导电材料配合连接。其中，配合连接是指机械配合连接。即热电臂的高温端与柔性导电材料通过机械配合连接。
[0032]本实用新型通过在第二电极的内部嵌有柔性导电材料，并使热电臂的高温端与柔性导电材料配合连接，从而在不影响电接触性能的同时，缓解了由于高温热膨胀系数失配带来的热应力。而且，本领域技术人员可以在本实用新型的教导下，设置热电臂的高温端与柔性导电材料配合连接的具体结构。
[0033]在本实用新型的一种优选实施方式中，柔性导电材料中设置有凹槽，热电臂的高温端与凹槽过盈配合。在本实用新型的另一种优选实施方式中，第二电极中设置有凹槽，凹槽的底壁上设置有高导电材料，凹槽的侧壁上设置有由柔性导电材料制成的环形垫，热电臂的高温端与环形垫过盈配合，且热电臂的高温端与高导电材料相连。
[0034]上述热电模块中，柔性导电材料和高导电材料可以采用本领域中常见的材料。例如，高导电材料可以为鳞片石墨、钴垫片、铝垫片、铜垫片或铬垫片等。柔性导电材料可以为石墨泡沫、铝箔导电泡棉、导电橡胶材料或导电硅胶材料等。当然，柔性导电材料和高导电材料并不仅限于上述例子。进一步地，热电臂的低温端和第一电极之间焊接相连。
[0035]本实用新型提供的热电模块中，热电臂可以为双级联热电臂或多级联(大于等于三级联)热电臂。当热电臂为双级联热电臂，各热电臂均包括高温热电材料和低温热电材料，此时优选地，高温热电材料和低温热电材料通过焊片连接，焊片的截面积大于热电臂的截面积，相邻热电臂的两个焊片相间隔。当热电臂为三级联热电臂，各热电臂均包括高温热电材料、中温热电材料和低温热电材料，此时优选地高温热电材料和中温热电材料之间，和/或中温热电材料和低温热电材料之间通过焊片连接，焊片的截面积大于热电臂的截面积，相邻热电臂的焊片相间隔。
[0036]其中，优选地，焊片包括金属片和涂覆于金属片的两个表面上的中温焊料，中温焊料优选为金锡焊料、铅锡焊料或金硅焊料。进一步地，中温热电材料的材料为碲化铅、锑化钴或half-heusler化合物。优选地，高温热电材料选自碲化铅基热电材料、铺化钴基热电材料、half-heulser类热电材料或I丐钛矿氧化物类热电材料；低温热电材料选自碲化祕基热电材料或锑化铋基热电材料。
[0037]由于热电模块需要在高温下使用，须进行真空封装。封装的方式是利用镍铬基合金等抗氧化、高延展性性金属材料，将热电模块完全气密封装起来。即热电模块还包括真空封装室，热电臂和电极设置于真空封装室，真空封装室的材料为镍基、铬基、钼基中一种或多种的合金。具体为镍基合金、铬基合金、钼基合金、镍铬基合金、铬钼基合金、镍钼基合金或镍铬钼基合金。内部处于真空状态，其好处在于:1)阻止热电材料和电极材料的氧化；2)避免了内部空气对流导热，从而减少了旁路漏热损失。
[0038]下面将以双级联热电模块为例，进一步说明本实用新型提供的热电模块。
[0039]本实用新型涉及的双级联热电模块如图1所示:图1所示的双级联热电臂10包括P型热电臂、N型热电臂，且P型热电臂、N型热电臂交替排列组成发电单元，依靠电极串联起来对外输出电功率。电极20，包括与热电臂的低温端连接的第一电极，以及与热电臂的高温端连接的第二电极。由于热电模块需要在高温下使用，须进行真空封装。封装的方式是利用镍铬基合金等抗氧化、高延展性性金属材料，将热电模块完全气密封装起来，以形成图1所示的金属封装套30 (即真空封装室)。金属封装套30的内部为真空腔31 (如图1所示)，即金属封装套30的内部处于真空状态，其好处在于:1)阻止热电材料和电极材料的氧化；2)避免了内部空气对流导热，从而减少了旁路漏热损失。
[0040]热电模块的内部结构细节如图2所示P型热电臂、N型热电臂均由两段构成——即高温段和低温段。具体地，P型热电臂的高温段对应于图2中的P型热电臂-1节11，P型热电臂的低温段对应于图2中的P型热电臂-2节12 ;N型热电臂的高温段对应于图2中的N型热电臂-1节13，N型热电臂的低温段对应于图2中的N型热电臂-2节14。高温段选用适合于高温的热电材料(即高温热电材料)，低温段选用适合于低温工作的热电材料(即低温热电材料)。例如，优选的，高温段采用碲化铅基、锑化钴基、half-heulser类、钙钛矿氧化物类等热电材料，低温段采用碲化铋基、锑化铋基热电材料。热电材料之间采用如图2所示的焊片15焊结起来。热电臂的低温端(底部)与电极材料21 (即第一电极，对应于图2中位于P型热电臂的底部和N型热电臂的底部的电极)利用低温钎焊料焊结起来。热电臂的高温端(顶部)与嵌在如图2所示的导电金属22(即第二电极)中的柔性导电材料16机械配合，但不焊接。热电臂的高温端采用这种连接方式的好处是可以缓解由于高温热膨胀系数失配带来的热应力。第一电极和第二电极均设置在如图2所示的陶瓷板17上。
[0041]焊片为预覆焊料型中温焊片。焊片中间为铜或银等耐高温、高电导型材料(即金属片)，表面预涂覆了一层中温焊料，例如优选为金锡焊料、铅锡焊料、金硅焊料等等。焊接时将焊片叠在两种材料中间，加热并略施加压力即可焊接成型。焊片比热电臂的截面积大，但相邻热电臂的两个焊片之间要避免接触。这样焊片在热电模块工作时可以起到热遮挡的物理作用。热遮挡的原理如图3所示:当没有遮挡板41 (即焊片)时，高温板42对低温板43的净辐射热流密度为:q = ehc (Eh_Ec)。其中ε he为高温板42、低温板43之间的辐射系数，Eh、Ec分别为高低温板的辐射能密度。如果中间插入一个中温遮挡板，则可以推导出高温板对低温板的净辐射热流密度为:q = 0.5 ε hm(Eh-Ec)，其中ε hm为高、低温板对中温板的辐射系数。高温和低温端陶瓷板