专利名称：多级半导体致冷粒子的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及半导体制冷设备，具体地说是一种多级半导体致冷粒子。
半导体致冷器件是一种新的换能器件，近年来已在一些领域得到广泛应用，例如航天技术中的电子器件散热、各种低温探测头、低噪声放大器、医学试管槽恒温、冷冻切片、环境试验箱等但是，目前使用的半导体致冷器件的整体结构大多是单层结构的单级粒子，这种结构的半导体致冷器件效率低、致冷量少、热端与冷端温差小，其应用范围受到限制，不能满足日益扩大的应用领域的需求。
本实用新型的目的就是提供一种多级半导体致冷粒子，它能扩大冷热端的温差、增加致冷量、提高工作效率。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是在整体结构为单层单级致冷粒子的基础上，将多个单级致冷粒子用金属材料一层层地分隔并依次焊接起来，形成一个整体结构，即构成多级半导体致冷粒子，焊层平面与电流方向垂直。
本实用新型的优点是结构简单、工作效率高，其冷热端的温差远大于单级粒子，除现有应用领域使用外，还可扩大到普通民用产品，如冷藏烘烤两用箱、冷暖风机、空调器、冰箱等使用。
图1是单级粒子半导体致冷器件的结构示意图。
图2是本实用新型的多级粒子半导体致冷器件的结构示意图。
以下结合附图对本实用新型作进一步详细地描述。
半导体致冷器件是由半导体材料P—Bi2Te3·Sb2Te3n—Bi2Te3·Sb2Te3制成，这种器件的工作原理是基于帕尔帖(Peltier)效应，它可定性解释为在不同的材料中参与电流的载流子的能量不同。当载流子在两种材料的接触界面处从具有较高能量的一种材料移出时，多余的能量将传给第二种材料的晶格，这时在接点上有热量放出。如果电流的方向相反，则载流子靠晶格来补充能量，于是在这个接点吸收热量，即开始制冷。
在
图1中，T1、T2、T3为金属材料，一般为铜板，称为导流片。T2起连接T1和T3的作用。在T1与T3之间接有直流电流E，这样就构了一个包括电源E在内的闭合回路。n、P分别为n型半导体元件和P型半导体元件。在电流的驱动下，由于帕尔帖效应作用，热量由T2转向T1和T3，使T2端的温度逐渐下降，通常T2端叫做致冷或工作端，而T1和T3端一般是与一个散热器相连接，称为散热端。调节工作电流大小可调整致冷速率；切换电流方向，能使致冷器从致冷工作状态立即转变为致热状态。
半导体致冷器件的核心是致冷粒子，图2是本实用新型的多级粒子半导体致冷器的结构示意图。由图可见，n ′和P′是单级粒子，它们由金属材料X一层层分隔并焊接起来，形成一个整体为多层多级结构的致冷粒子。这种结构的多级粒子可单独成为产品，只要与外部条件正确配套连接，可构成温差和致冷量远大于单级粒子的致冷器件。当然，除图中示出的三级粒子外，还可以将四级、五级以至更多级焊接起来，但至少不小于两级，应根据实际应用需要而定。
权利要求1.一种多级半导体致冷粒子，包括单级致冷粒子，其特征在于，它还包括至少有两个单级致冷粒子由金属材料一层层地分隔并依次焊接起来，即构成一个整体结构为多级半导体致冷粒子，焊层平面与电流方向垂直。
专利摘要本实用新型向公众提供一种多级半导体致冷粒子，它是在整体结构为单级粒子的基础上，将多个单级粒子用金属材料一层层地分隔并依次焊接起来，形成一个整体结构为多级半导体致冷粒子。这种多级致冷粒子结构简单、制作容易、工作效率高、其冷热端的温差远高于单级粒子，适合于理、工、农、医各领域特定对象的散热、恒温以及民用产品的冷藏烘烤两用箱、冷暖风机、空调器、冰箱等使用。
文档编号F25B21/00GK2218909SQ9424814
公开日1996年1月31日 申请日期1994年12月15日 优先权日1994年12月15日
发明者莫建荣 申请人:莫建荣