技术领域本发明涉及一种热电模块，特别是涉及一种具有含钛材料的热电模块。
背景技术：
自古以来，人类为了适应各式各样的环境，而总是为了改变温度不遗余力。举例而言，当天气冷时或欲煮食时会企图升高温度，当天气热时或欲避免物品腐败时会企图降低温度。改变温度的手段有燃烧柴火升温、对电热丝通电升温及压缩机降温等。近年来，人们发现某些材料在通电时，材料两端的温度会有所差异，而此材料在两端具有温差时也会产生电流，故此材料具有热电转换的功能。因此，有制造者将此种热电转换材料应用于各种需要改变温度的场合。例如饮品的保温杯垫及保冷杯垫、迷你电冰箱、迷你除湿机内部的冷凝系统等。此外，由于此热电转换材料能够因温差而产生电流，故也可应用于热能回收的场合。然而，热电转换材料常会遇到高温的场合。但热电转换材料与其他元件接合时，常会因高温而产生材料彼此扩散的现象及膨胀现象。此扩散现象会对热电转换材料的热电转换效率产生负面影响。且于热电转换材料或其他元件扩散消耗完时，二者的接合强度会下降而容易因膨胀现象造成热电模块的损坏。为了避免扩散现象发生，虽有制造者于热电转换材料形成阻障层，但阻障层材料与热电转换材料之间的接合强度很差，也容易因膨胀现象造成热电模块的损坏。
技术实现要素：
有鉴于以上的问题，本发明提出一热电模块，通过含钛电极或含钛接着阻障层设置于热电转换件以提升二者的接合强度，并同时达到阻障的效果。本发明提出一种热电模块，包括一第一热电转换件及一第一含钛电极。第一含钛电极设置于第一热电转换件的一端。本发明另提出一种热电模块，包括一第一热电转换件、一第一电极及至少一第一含钛接着阻障层。第一电极位于第一热电转换件的一端。此至少一第一含钛接着阻障层设置于第一热电转换件及第一电极之间。根据本发明的热电模块，能够通过第一含钛电极或第一含钛接着阻障层设置于第一热电转换件，以提升二者的接合强度，并且能够防止其他元件的元素扩散至第一热电转换件，而达到阻障的效果。以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的权利要求更进一步的解释。附图说明图1为本发明的一实施例的热电模块的侧视示意图；图2为本发明的另一实施例的热电模块的侧视示意图；图3为本发明的另一实施例的热电模块的侧视示意图；图4、图5、图6及图7为电子显微镜拍摄图1、图2及图3的热电模块中的任一热电转换件与含钛材料的接合处的侧视图；图8为图4、图5、图6及图7的热电转换件与含钛材料于不同温度下进行退火测试时的所能承受的剪切应力的实验图表；图9、图10、图11、图12、图13及图14为电子显微镜拍摄对照范例的热电模块的局部侧视图。符号说明10、10a、10b、20、20a、20b、30热电模块101、102、201、202基板11、21第一热电转换件12、12b、22、22b第二热电转换件13第一含钛电极14、14a第二含钛电极17、27扩散层231、232、33第一含钛接着阻障层241、242、242a、34第二含钛接着阻障层25第一电极26、26a第二电极具体实施方式以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域中具通常知识者了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、申请专利范围及附图，任何本领域中具通常知识者可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例为进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。图中绘示的比例仅为参考示意用，而非用以限定本发明。请参照图1，绘示依照本发明的一实施例的热电模块10的侧视示意图。在本实施例中，热电模块10包括一第一热电转换件(thermoelectricleg)11、一第二热电转换件12、一第一含钛(Ti)电极13及一第二含钛电极14。第一热电转换件11及第二热电转换件12设置于第一含钛电极13的同侧。第一含钛电极13及第二含钛电极14设置于第一热电转换件11的相对两端。第一含钛电极13直接接触于第一热电转换件11及第二热电转换件12。第二含钛电极14直接接触于第二热电转换件12。基板101可设置于第一含钛电极13远离第一热电转换件11及第二热电转换件12的一侧，基板102可设置于第二含钛电极14远离第一热电转换件11及第二热电转换件12的一侧。基板101、102的材质可为陶瓷。多个热电模块10a、10、10b可彼此连接，基板101、102可共同设置于多个热电模块10a、10、10b。举例而言，热电模块10a的第二含钛电极14a与热电模块10的第一含钛电极13可设置于或更甚至直接接触于热电模块10的第二热电转换件12的相对两端，另一热电模块10b的第二热电转换件12b与热电模块10的第一热电转换件11可设置于或更甚至直接接触于热电模块10的第二含钛电极14的同侧。在本实施例中，第一热电转换件11及第二热电转换件12的其中一者的材质可为N型热电材料，其中另一者的材质可为P型热电材料。第一热电转换件11及第二热电转换件12的材质可例如但不限于包括锑化锌(ZnSb)。第一含钛电极13与第一热电转换件11之间、第一含钛电极13与第二热电转换件12之间、第二含钛电极14与第一热电转换件11之间、热电模块10a的第二含钛电极14a与热电模块10的第二热电转换件12之间以及热电模块10的第二含钛电极14与另一热电模块10b的第二热电转换件12b之间，可于小于或等于0.001torr的环境压力、摄氏300至700度的温度及彼此抵靠的压力为1至10MPa的情况下，以固态扩散的方式彼此接合(soliddiffusionbonding)。热电模块10、10a、10b的使用过程中，第一热电转换件11及第二热电转换件12的其中相同一端会位于高温区，另一端会位于低温区。而在高温区的情况下，或者于前述固态扩散接合的进行中，第一含钛电极13及第一热电转换件11的接合处可能会因材料彼此扩散而共同形成一扩散层17。第一含钛电极13及第二热电转换件12的接合处也可能会共同形成一扩散层17。第二含钛电极14及第一热电转换件11的接合处也可能会共同形成一扩散层17。热电模块10a的第二含钛电极14a及热电模块10的第二热电转换件12的接合处也可能会共同形成一扩散层17。热电模块10的第二含钛电极14及另一热电模块10b的第二热电转换件12b的接合处也可能会共同形成一扩散层(diffusionlayer)17。然而，因第一含钛电极13及第二含钛电极14具有钛元素的缘故，此些扩散层17在形成一定的厚度之后便不易再增厚，故能够抑制第一热电转换件11及第二热电转换件12内被其他元素扩散的范围蔓延。也因此，此些扩散层17的厚度可小于或等于5μm。请参照图2，绘示依照本发明的另一实施例的热电模块20的侧视示意图。在本实施例中，热电模块20包括一第一热电转换件21、一第二热电转换件22、二个第一含钛接着阻障层(bondingbarrierlayer)231、232、二个第二含钛接着阻障层241、242、一第一电极25及一第二电极26。第一热电转换件21及第二热电转换件22设置于第一电极25的同侧。第一电极25及第二电极26设置于第一热电转换件21的相对两端。其中一个第一含钛接着阻障层231设置于第一热电转换件21及第一电极25之间，第一含钛接着阻障层231更甚至直接接触于第一热电转换件21及第一电极25。另一个第一含钛接着阻障层232设置于第二热电转换件22及第一电极25之间，第一含钛接着阻障层232更甚至直接接触于第二热电转换件22及第一电极25。其中一个第二含钛接着阻障层241设置于第一热电转换件21及第二电极26之间，第二含钛接着阻障层241更甚至直接接触于第一热电转换件21及第二电极26。基板201可设置于第一电极25远离第一热电转换件21及第二热电转换件22的一侧，基板202可设置于第二电极26远离第一热电转换件21及第二热电转换件22的一侧。基板201、202的材质可为陶瓷。多个热电模块20a、20、20b可彼此连接，基板201、202可共同设置于多个热电模块20a、20、20b。举例而言，热电模块20a的第二电极26a与热电模块20的第一电极25可设置于热电模块20的第二热电转换件22的相对两端，另一热电模块20b的第二热电转换件22b与热电模块20的第一热电转换件21可设置于热电模块20的第二电极26的同侧。热电模块20a的第二含钛接着阻障层242a设置于热电模块20的第二热电转换件22及热电模块20a的第二电极26a之间，第二含钛接着阻障层242a更甚至直接接触于第二热电转换件22及第二电极26a。热电模块20的另一个第二含钛接着阻障层242设置于另一热电模块20b的第二热电转换件22b及热电模块20的第二电极26之间，第二含钛接着阻障层242更甚至直接接触于第二热电转换件22b及第二电极26。在本实施例中，第一热电转换件21及第二热电转换件22的其中一者的材质可为N型热电材料，其中另一者的材质可为P型热电材料。第一热电转换件21及第二热电转换件22的材质可例如但不限于包括锑化锌。第一含钛接着阻障层231与第一热电转换件21之间、第一含钛接着阻障层232与第二热电转换件22之间、第二含钛接着阻障层241与第一热电转换件21之间、热电模块20a的第二含钛接着阻障层242a与热电模块20的第二热电转换件22之间以及热电模块20的第二含钛接着阻障层242与另一热电模块20b的第二热电转换件22b之间，可于小于或等于0.001torr的环境压力、摄氏300至700度的温度及彼此抵靠的压力为1至10MPa的情况下，以固态扩散的方式彼此接合。在热电模块20、20a、20b的高温区的情况下，或者在前述固态扩散接合的进行中，第一含钛接着阻障层231及第一热电转换件21的接合处可能会因材料彼此扩散而共同形成一扩散层27。第一含钛接着阻障层232及第二热电转换件22的接合处也可能会共同形成一扩散层27。第二含钛接着阻障层241及第一热电转换件21的接合处也可能会共同形成一扩散层27。热电模块20a的第二含钛接着阻障层242a及热电模块20的第二热电转换件22的接合处也可能会共同形成一扩散层27。热电模块20的第二含钛接着阻障层242及另一热电模块20b的第二热电转换件22b的接合处也可能会共同形成一扩散层27。然而，因第一含钛接着阻障层231、232及第二含钛接着阻障层241、242具有钛元素的缘故，此些扩散层27在形成一定的厚度之后便不易再增厚，故能够抑制第一热电转换件21及第二热电转换件22内被其他元素扩散的范围蔓延。也因此，此些扩散层27的厚度可小于或等于5μm。请参照图3，绘示依照本发明的另一实施例的热电模块30的侧视示意图。本实施例的热电模块30与图2所示的热电模块20类似。然而，在本实施例中，热电模块30中的第一含钛接着阻障层33的数量为一个，相当于将图2所示的热电模块20的二个第一含钛接着阻障层231、232相连成一体。而且，热电模块30中的第二含钛接着阻障层34的数量为一个，相当于将图2所示的热电模块20的二个第二含钛接着阻障层241、242相连成一体。请参照图4、图5、图6及图7，绘示以电子显微镜拍摄图1、图2及图3的热电模块10、20、30中的任一热电转换件与含钛材料的接合处的侧视图。此处的含钛材料可为第一含钛电极13、第二含钛电极14、第一含钛接着阻障层231、232、33及第二含钛接着阻障层241、242、34的其中任一者。热电转换件的材质为锑化锌(Zn4Sb3)，含钛材料为钛(Ti)。锑化锌与钛于摄氏450度的温度及彼此抵靠的压力为5MPa的情况下进行3小时的固态扩散接合，而反应形成锑化钛(TiSb2)的扩散层。接着，于摄氏300至400度的温度进行退火测试。图4为退火测试于摄氏350度进行250小时的侧视图。图5为退火测试于摄氏350度进行500小时的侧视图。图6为退火测试于摄氏350度进行750小时的侧视图。图7为退火测试于摄氏350度进行1000小时的侧视图。由图4、图5、图6及图7可知，锑化钛的扩散层的厚度于退火测试的初期会逐渐增厚，但在退火测试进行至750小时之后则几乎没有再增厚的现象。锑化钛的扩散层的厚度可不超过5μm。请参照图8，绘示图4、图5、图6及图7的热电转换件与含钛材料于不同温度下进行退火测试时的所能承受的剪切应力的实验图表。热电转换件及含钛材料于摄氏300度进行退火测试时的实验数据为方点，于摄氏350度进行退火测试时的实验数据为圆点，于摄氏400度进行退火测试时的实验数据为三角点。由图5中可知，退火测试时的温度愈高，热电转换件及含钛材料所能承受的剪切应力愈大。退火测试的时间愈久，热电转换件及含钛材料所能承受的剪切应力有愈大的趋势。而且，热电转换件及含钛材料所能承受的剪切应力皆大于8MPa，且几乎大于10MPa。而8至10MPa的剪切应力强度为一般对于接合强度的需求。请参照图9、图10、图11、图12、图13及图14，绘示以电子显微镜拍摄对照范例的热电模块的局部侧视图。如图9所示，在锑化锌的热电转换件的表面溅镀钼(Mo)做为阻障层，再依序与用以做为电极的银(Ag)、锡(Sn)、铜(Cu)接合。由于钼与锑化锌材料的附着性差而易剥离，剪切应力的接合强度为1MPa。如图10所示，在锑化锌的热电转换件的表面镀上厚度为5μm的镍(Ni)并镀钼做为阻障层，再依序与用以做为电极的银、锡、铜接合。剪切应力的接合强度为9.2MPa。但于摄氏400度进行退火1000小时后，锑化锌与镍会快速反应并膨胀而使热电模块解体。如图11所示，在锑化锌的热电转换件的表面电镀钴磷(Co-P)合金做为阻障层，再依序与用以做为电极的银、锡、铜接合。但由于钴磷合金的电镀液为酸性，且锑化锌内的锌元素具较高的活性，而使钴磷合金电镀于锑化锌的电镀品质不稳定。剪切应力的接合强度小于5MPa。如图12所示，在锑化锌的热电转换件的表面形成用以做为电极的铜。虽然二者的接合强度不差，但铜会不断扩散进入锑化锌的热电转换件内。当二者之中有任一材料消耗完毕时，二者的接合处将易于破裂，且铜的不断扩散会影响热电转换件进行热电转换的效能。如图13所示，在锑化锌的热电转换件的表面形成用以做为电极的镍。虽然二者的接合强度不差，但镍会不断扩散进入锑化锌的热电转换件内。当二者之中有任一材料消耗完毕时，二者的接合处将易于破裂，且镍的不断扩散会影响热电转换件进行热电转换的效能。如图14所示，在锑化锌的热电转换件的表面形成用以做为电极的银。虽然二者的接合强度不差，但银会不断扩散进入锑化锌的热电转换件内。当二者之中有任一材料消耗完毕时，二者的接合处将易于破裂，且银的不断扩散会影响热电转换件进行热电转换的效能。综上所述，本发明的热电模块，能够通过第一含钛电极、第二含钛电极、第一含钛接着阻障层或第二含钛接着阻障层接合于第一热电转换件或第二热电转换件，以提升接合处的接合强度，并且能够防止其他元件的元素扩散至第一热电转换件或第二热电转换件，而达到阻障的效果。