一種半導體制冷制熱片的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體制冷制熱技術領域，尤其涉及一種半導體制冷制熱片。
【背景技術】
[0002]半導體制冷片通上直流電以后，其冷端從周圍吸收熱量，可用于制冷;其熱端釋放熱量至周圍環境中，可用于制熱。半導體制冷系統無機械轉動，所以無噪音、無磨損、運行可靠、維護方便;通過改變電流方向達到冷卻和加熱的不同目的。與傳統的蒸汽壓縮式、蒸汽噴射式和吸收式制冷技術相比，半導體制冷具有以下特點:不使用制冷劑、不污染環境、體積小、重量輕、結構簡單、容易操作;冷卻速度快，而且便于通過工作電流大小實現可控調節;可只冷卻某一專門元件或指定空間；可在失重或超重等極端環境下運行。但是和常規制冷相比，半導體制冷還存在制冷系數低、制冷溫差小等不足，這在很大程度上影響了其商業化推廣。
【發明內容】
[0003]本發明針對半導體制冷制熱片制冷系數低、制冷溫差小的問題提出一種半導體制冷制熱片，包括用于吸熱的冷端、用于散熱的熱端、設置在所述冷端和熱端之間的N型半導體和P型半導體、連接所述N型半導體和所述P型半導體的金屬導體、電源;所述金屬導體設置用于電連接所述電源的正負電極;其特征在于:所述N型半導體設置石墨烯層，或者所述P型半導體設置石墨烯層，或者所述N型半導體和所述P型半導體均設置石墨烯層。半導體內的石墨烯具有極高的導熱率極高的電子迀移率和導電率，能夠促使所述P型半導體和所述N型半導體以更小的能耗更快地形成穩定的P極或者N極；同時，石墨烯極高的導熱性能可以提高所述半導體制冷制熱片內的熱量轉移速度和能力。使得所述半導體制冷制熱片的所述冷端持續產生冷量，所述半導體制冷制熱片的熱端持續產生熱量，提高所述半導體制冷制熱片熱冷端的溫度差。即使所述熱端并未設置散熱裝置所述半導體制冷制熱片也能保護其不會燒毀，保證其正常工作。
[0004]作為優選，P型半導體設置石墨烯層;所述N型半導體具有石墨烯純度高于所述P型半導體的石墨烯層的石墨烯純度的石墨烯層。提高所述半導體制冷制熱片的熱冷端溫度差至150°C，在通電3S后所述冷端的溫度可達至-50°C，所述熱端的溫度可達100°C，在同樣的熱端溫度下能獲得更低的冷端溫度，大大提高了制冷制熱的能力。
[0005]作為優選，所述熱端設置散熱層。所述半導體制冷制熱片的制冷能力會受隨著所述熱端的散熱性能的影響，所述散熱層提高了所述熱端的散熱性能，提升所述半導體制冷制熱片的制冷能力。
[0006]作為優選，所述散熱層為石墨烯散熱層。石墨烯的導熱率為金屬的幾十倍，在所述半導體制冷制熱片的熱端產生的熱量通過添加有石墨烯材料的石墨烯散熱層快速的散失，促使所述半導體制冷制熱片制冷能力的提升。
[0007]作為優選，所述冷端設置導熱層。所述導熱層有助于提高所述冷端的熱傳遞效率。
[0008]作為優選，所述導熱層為石墨烯材質。石墨烯的導熱率為金屬的幾十倍，在所述冷端設置添加有石墨烯材料的導熱層可大大提升所述冷端的熱傳遞效率。
[0009]本發明針對半導體制冷制熱片制冷系數低、制冷溫差小的問題還提出一種半導體制冷制熱片，包括用于吸熱的冷端、用于散熱的熱端、設置在所述冷端和熱端之間的N型半導體和P型半導體、連接所述N型半導體和所述P型半導體的金屬導體、電源;所述金屬導體設置用于電連接所述電源的正負電極;其特征在于:所述N型半導體添加石墨烯顆粒，或者所述P型半導體添加石墨烯顆粒，或者所述N型半導體和所述P型半導體均添加石墨烯顆粒。添加有石墨烯顆粒的半導體內的石墨烯具有極高的導熱率極高的電子迀移率和導電率，能夠促使所述P型半導體和所述N型半導體以更小的能耗更快地形成穩定的P極或者N極；同時，石墨烯極高的導熱性能可以提高所述半導體制冷制熱片內的熱量轉移速度和能力。使得所述半導體制冷制熱片的所述冷端持續產生冷量，所述半導體制冷制熱片的熱端持續產生熱量，提高所述半導體制冷制熱片熱冷端的溫度差。即使所述熱端并未設置散熱裝置所述半導體制冷制熱片也能保護其不會燒毀，保證其正常工作。
[0010]作為優選，所述N型半導體添加石墨烯顆粒，所述P型半導體添加石墨烯顆粒，并且所述N型半導體的石墨烯顆粒的石墨烯純度高于所述P型半導體的石墨顆粒的石墨烯純度。提高所述半導體制冷制熱片的熱冷端溫度差至150°C，在通電3S后所述冷端的溫度可達至-50°C，所述熱端的溫度可達100°C，在同樣的熱端溫度下能獲得更低的冷端溫度，大大提高了制冷制熱的能力。
[0011]作為優選，所述熱端設置散熱層。所述半導體制冷制熱片的制冷能力會受隨著所述熱端的散熱性能的影響，所述散熱層提高了所述熱端的散熱性能，提升所述半導體制冷制熱片的制冷能力。所述散熱層為石墨烯散熱層。石墨烯的導熱率為金屬的幾十倍，在所述半導體制冷制熱片的熱端產生的熱量通過添加有石墨烯材料的石墨烯散熱層快速的散失，促使所述半導體制冷制熱片制冷能力的提升。
[0012]作為優選，所述冷端設置導熱層。所述導熱層有助于提高所述冷端的熱傳遞效率。所述導熱層為石墨烯材質。石墨烯的導熱率為金屬的幾十倍，在所述冷端設置添加有石墨烯材料的導熱層可大大提升所述冷端的熱傳遞效率。
[0013]本發明具有如下有益效果:
[00?4] 1.提尚了半導體制冷制熱片的熱冷端溫度差，從而提尚了其制冷制熱[Leixian3]。
[0015]2.克服了半導體制冷制熱片依賴于散熱裝置進行工作了缺點，簡化了半導體制冷制熱片的應用結構。
[0016]3.通過提高半導體制冷制熱片的制冷制熱能力，拓展了半導體制冷制熱片的應用領域。
[0017]4.通過提高半導體制冷制熱片的制冷制熱能力，提高了半導體制冷制熱片的制冷制熱空間。
[0018]5.可以在制冷的同時進彳丁制熱，提尚能量利用率。
[0019]6.采用電制冷的方式制冷，不需要使用氟利昂作為制冷劑，綠色環保，更加安全。
[0020]7.采用電制冷的方式制冷，避免了使用壓縮機式的制冷系統，降低了制冷噪音。
[0021]8.采用電制冷的方式制冷，制冷系統中無機械運動，運行更穩定。
[0022]9.制冷制熱能力可通過電流調節單元調整。
【附圖說明】
[0023]圖1實施例一半導體制冷制熱片結構示意圖；
[0024]圖2實施例二半導體制冷制熱片結構示意圖；