侵权投诉
订阅
纠错
加入自媒体

松下热电转换元件新制法:单位面积发电量升至4倍

2014-02-12 10:51
木中君
关注

  松下开发出了热电转换元件的新制造节能技术。虽然材料使用的是热电转换元件常用的铋(Bi)碲(Te)类,但因元件本身既小又薄,所以能在狭小的面积上排列大量元件。因此,制成热电转换模块后,与使用传统方法制成的同等性能的产品相比,面积可削减至1/4,高度可降至1/3(图1)。

  图1:松下开发的π型热电转换模块

  照片左侧为新开发的试制品。与以往的普通模块(照片右侧)相比,以1/4的面积即可实现相同的发电能力,高度也降至原产品的1/3左右,可实现小型、薄型化。

  以配置256个元件的20mm见方、1.2mm高的试制模块为例,约100℃的温差可获得1W左右的电力。而且,加工时的材料浪费也很少,能把材料成本降到1/3,这也是新制法的一个特点。

  为了在2014年度内使该技术形成业务,松下已开始进行实证试验,在自己的工厂里设置了这种热电转换模块,将其用作目视检查用照明电力来源。

  利用极细的玻璃管生成晶体

  松下开发新制法的原因是,“通过开发全新的材料来提高发电性能、降低成本非常困难。因此,首先就着眼于形状开发了新制法,由此提高了性能”(松下制造本部热电转换项目高级工程师前岛聪)。

  普通的π型热电转换模块是在陶瓷基板上大量串联采用Bi-Te类材料的很小的热电转换元件来获得电动势。而松下采用的方法是缩小元件尺寸以更多地排列元件,从而增加单位面积的发电量。

  新制法是将Bi-Te类材料加热到600℃左右进行熔融搅拌,然后再吸到直径0.8mm、长250mm的极细耐热玻璃管中进行冷却使晶体生长(图2)。具体做法是,使耐热玻璃管穿过由冷却单元和隔热板组成的局部冷却单元,于此同时将其上拉升,从而使玻璃管中的材料凝固(图3)。凝固后,把每个玻璃管中的Bi-Te类晶体材料切成薄片,并加工成元件,然后安装到基板上串联起来。

  图2:热电转换元件的制法

  对Bi-Te类材料进行熔融搅拌后,吸入玻璃管中,边上拉玻璃管边冷却。连同玻璃管一起切割,制造元件。

  图3:制造装置的冷却部

  为使玻璃管的轴向形成温差,慢慢上拉。这样,晶体就沿着轴向生长。

  以往的热电转换模块为了确保强度,必须使用陶瓷基板,而采用新制法制作的元件被玻璃包覆,不易破损,使基板的自由度也更高。实际上,图1的试制品就是在采用聚酰亚胺的3层柔性基板上利用贴片机安装了元件。

1  2  下一页>  
声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号