A、1 1B的一端增加或减少。
[0027]例如，热电元件IlOA可以是ρ型BixSb2_xTe3、p型Bi2Te3/Sb2Te3超晶格或ρ型Si/Si的(1-x)热克斯超晶格，以及热电元件IlOB可以是η型Bi2Te3-XSeX、η型Bi2T3/Bi2Te(3-x)反向超晶格或η型Si/Si的(l-χ)热克斯超晶格。介电层120可以是聚酰亚胺，其具有低的热导率，它有助于加工热电元件。热接触层140可以是任何电绝缘但导热的层。在一个实施例中，热接触层140可以由多层组成。例如，热接触层140可包括薄的非导电层，诸如氧化物或氮化物和一层或多层更厚的金属层，以提高热传导。热接触层140可以在界面处提供到电互连层150的绝缘，以防止电互连层150的电短路。衬底130可以是具有足够厚度的任何半导体衬底，以促进底侧的热传导。虽然示出衬底130配置为冷侧以及顶部的热接触层140配置为热侧，该设备还可以与衬底130 —起作为热侧，以及顶部的热接触层140作为冷侧。
[0028]该互连150可被包括在热电元件的热侧和冷侧上，以连接相邻的热电元件。该热电元件可以包括耦合到第一热电元件的热侧上的第一互连和连接到第二热电元件的冷侧上的第二互连。在第一和最后的热电元件110A、110B的互连150可以是连接到其它电路元件(例如，外部电路、负载或能量存储设备)的输出端子。互连150可以包括半导体材料或金属连接器(例如，金、铜或铝)。
[0029]在该示例性实施例中，介电层120可以是高介电击穿的材料，诸如聚酰亚胺、二氧化硅、氮化硅等。电介质层120可以电绝缘热电元件110A、110B。电介质层120可以从热电元件110A、1 1B抑制热量的传导。介电层120可以具有比衬底130和/或热电元件110A、IlOB低的热导率。介电层120可以在四边围绕热电元件110A、110B，以热分流热电元件110A、1 1B并允许热梯度跨越热电元件110A、1 1B开发，以允许大部分热量进行到热电能量收集器100的侧面。和衬底130和/或热接触层140的耐热性相比，热电元件110A、1 1B的较高耐热性使得可用的热梯度以跨过热电元件跌落而不是热接触层或衬底130。因此，最大温度差被维持在热电元件110A、1 1B的热侧和冷侧之间。
[0030]垒金属160可以包括在热电元件110A、IlOB和互连150之间以隔离热电元件110A、1 1B的半导体材料与金属互连150，同时保持热电元件110A、1 1B和互连150之间的电连接。阻挡金属160可被包括以防止互连150扩散到热电元件110A、IlOB的半导体材料。
[0031]当热施加到热电能量收集器100的一侧(例如，热侧)时，电子在具有P型材料IlOA的热电元件中在一个方向，并在具有η型材料的热电元件IlOB中在另一个方向流动。因为热电元件110Α、IlOB串联连接，在各热电元件110Α、IlOB产生的能量相组合，以在热电能量收集器100的输出提供组合能量。传入的热量通过热接触层140分布到热电元件110Α、IlOB的热侧，而衬底130冷却热电元件110A、1 1B的冷侧。
[0032]图2示出根据本发明实施例的热电能量收集器200的立体图。如图2所示，热电元件210Α、210Β被设置在衬底层230上。电介质层220提供在衬底层上以彼此电隔离热电元件210Α、210Β。热电元件210Α、210Β可以被布置成阵列，使得热电元件210Α、210Β并交替相邻热电元件210Α和210Β中的材料类型(例如，η型和ρ型)。互连250可串联连接热电元件210Α、210Β。热接触层240可分散施加热量到热电元件210Α、210Β。
[0033]图3示出根据本发明另一个实施例的热电能量收集器300的示例配置。热电能量收集器300可包括在衬底层330上面并在衬底层330上的介电层320内的多个热电元件310Α、310Β。热电元件310Α、310Β可以被布置成阵列，而交替相邻热电元件310Α和310Β的材料种类(例如，η型和ρ型之间)。多个热电元件310Α，310Β可以经由互连350被串联连接。热接触层340可以在热电元件310Α、310Β上提供，以消散施加到热电能量收集器300的热。
[0034]热电能量收集器300可包括热接触层340和介电层320之间的附加衬底层370。衬底层370可具有高的热导率以从外部热源散热。衬底层370可以是氮化铝衬底。
[0035]热电能量收集器300可包括在衬底330上和/或衬底330的表面上的一个或多个电路元件380。电路元件380可耦合热电能量收集器300的输出端子。电路部件380可以接收由热电能量收集器300产生的能量和/或控制热电能量收集器300。电路元件380可以是由热电能量收集器300供电的传感器的部件(例如，车载传感器、医疗植入物和/或无线传感器)。在一个实施例中，电流可以经由电路元件380被提供到热电能量收集器300中的热电元件310Α、310Β，以用作冷却器。充当冷却器的热电能量收集器300可冷却衬底330内或临近或在基班330的表面上的电路元件380。施加至热电元件310Α、310Β的电流可产生电荷载流子的移动，创建可用于冷却电路元件380的流热电能量收集器300两侧之间的温度差异。
[0036]垒金属360可以包括在热电元件310Α、310Β和互连350之间以隔离热电元件310Α、310Β的半导体材料与金属互连350，同时保持热电元件310Α、310Β和互连350之间的电连接。
[0037]图4示出根据本发明实施例的具有帽盖结构的热电能量收集器400的示例性结构。热电能量收集器400可包括帽盖衬底470以包围在衬底430上面提供的热电元件410Α、410Β。帽盖衬底470可允许低压或真空以保持在衬底430和帽盖衬底470之间。
[0038]帽盖衬底470可包围覆盖衬底470和衬底410之间的热电元件410Α、410Β。帽盖衬底470可以在低压或真空下附连到衬底410，使得较低压力或真空围绕热电元件410Α、410B提供。
[0039]帽盖衬底470和/或低压力或真空可减少热电元件410A、410B周围区域的寄生热量损失。降低的寄生热量损失使得热电能量收集器400可以按比例缩小，并包括作为集成电路的一部分。在小等级的降低的寄生热损失使得其它电路可以与热电能量收集器400包括在一起。
[0040]帽盖衬底470可允许由所述热电能量收集器400收集更多的能量。真空或低压允许热电元件410A、410B之间的热侧和冷侧之间的温度梯度最大化。
[0041]类似于图1-3所示的实施例，热电元件410A、410B可以在相邻的热电元件410A和410B中被布置在具有交替材料类型(例如，η型和ρ型)的阵列。多个热电元件410Α、410Β可以经由互连450串联连接。热接触层440可以被上述热电元件410Α、410Β提供，以使热量消散到所述热电元件410Α、410Β。
[0042]垒金属460可以包括在热电元件410Α、410Β和互连450之间，以隔离热电元件410Α、410Β与互连450，并保持热电元件410Α、410Β和互连450之间的电连接。
[0043]在一个实施例中，在粘合帽盖衬底470到衬底430之前，P型和η型热电元件可以都被设置在帽盖衬底470和衬底430之一上。在另一个实施例中，在帽盖衬底470被接合到衬底430之前，ρ型热电元件可以被设置在帽盖衬底470和衬底430之一上，以及η型热电元件可提供在帽盖衬底470与所述衬底430中的另一个时。粘合覆盖衬底470到衬底430耦合P型热电元