松下热电转换元件新制法：单位面积发电量升至4倍

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时间：2016-06-15 23:47:59

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松下热电转换元件新制法：单位面积发电量升至4倍　　节能：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

　　节能：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。