TWI443882B - 熱電轉換組件及其製造方法 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種熱電轉換組件及其製造方法，且特別是有關於一種可提高熱電轉換效能之熱電轉換組件結構及其製造方法。
由於能源短缺問題使得再生能源技術的發展成為重要課題，以汽車為例，某些引擎的廢熱約佔車輛動力的33%，如能利用排氣廢熱提供熱電溫差發電，可減少燃油消耗。除此之外，工廠與家庭排放大量廢熱，如何將廢熱回收重新利用，也是非常重要的課題。目前有許多廢熱並無適當的回收技術，特別是較低溫度之熱源，而造成能源的浪費。使用熱電轉換元件(Thermoelectric module/device)發電(熱電發電)可結合微機電系統(Micro Electro Mechanical Systems，MEMS)及半導體製程。
熱電轉換元件(Thermoelectric module/device)是一種具有熱與電兩種能量互相轉換特性之元件。熱電轉換元件的工作原理是：當一塊n型半導體材料和一塊p型半導體材料聯結成電偶對時，在p、n材料連接端接觸不同溫度，就能產生能量的轉移，則在熱電偶對中可產生電流，稱為席貝克(Seebeck)效應。由於其熱電轉換特性，因此具有致冷/加熱以及發電兩種應用領域。若對熱電轉換元件通入直流電，可使元件兩端分別產成吸熱與放熱現象，因此可應用在需致冷或加熱的技術領域；若應用於廢熱發電時主要
是贴附於發熱物體上，利用模組兩端的溫差發電，因此可應用在發電技術領域。
請參照第1圖，其繪示一種傳統熱電轉換元件應用裝置之側視圖。傳統的熱電轉換裝置一般由塊狀之P型熱電材料101與N型熱電材料102、導電金屬層111a/111b、電絕緣和高導熱之上下基板121a/121b所構成。其中熱電材料101、102的特性主要決定了熱電轉換元件的性能。如第1圖所示，P型熱電材料101與N型熱電材料102通常為直立式，利用導電金屬層111a/111b將P型、N型熱電材料以串聯方式連接，而電絕緣高導熱之上下基板121a/121b其材料例如是陶瓷基板。以熱電致冷應用為例，輸入之直流電在P型、N型熱電材料101/102內之流動方向(上下流動)與轉換元件熱傳送方向(上下傳送)平行，熱電致冷元件在上下方產生溫差與吸放熱。若以溫差發電為例，熱電轉換元件溫差與熱流方向，同樣與熱電材料內產生之電流方向平行。然而，某些此種傳統結構之熱電轉換元件，受限於塊狀熱電材料熱電優值(Figure of merit,ZT)特性瓶頸，通常某些商用熱電致冷最大致冷力(cooling capacity)大約只有3~5W/cm2，而這些熱電元件發電效率在冷熱端200℃溫度差異下約為2~3%。欲提高熱電轉換元件效能，可將高ZT值熱電材料使用於熱電變換元件中。
雖然過去已有許多研究致力於提升熱電材料的性質以及熱電轉換元件的效能，但成效有限，其中當熱電材料的ZT值小於1時，將限制熱電轉換元件的性能。西元1993
年時美國麻省理工學院教授Hicks與Dresselhaus等人提出將熱電材料尺度減少至奈米尺度時，熱電優值ZT可能有效提升。接著於西元2001年，美國RTI研究所Venkatasubramanian等人發現P型Bi2Te3/Sb2Te3超晶格薄膜ZT值在室溫附近可達到2.4左右，突破了ZT約等於1的瓶頸。
因此，目前除了在材料技術上持續開發高熱電性能(ZT值)的熱電材料，如何在現有熱電元件結構中設計更高發電量的元件結構是非常重要的技術方向。
根據本發明之一實施例，係提出一種熱電轉換組件，至少包括一第一組件、一第二組件、至少一第一導熱體、和至少一第二導熱體。第一組件包括相對設置之一第一基板和一第二基板，及垂直設置於第一、第二基板之間的複數組第一熱電材料，且第一基板具有至少一第一通孔；每組第一熱電材料係具有電性連接之一p型熱電接腳及一n型熱電接腳。第二組件係垂直堆疊於第一組件上方，包括相對設置之一第三基板和一第四基板，及垂直設置於第三、第四基板之間的複數組第二熱電材料，且第四基板具有至少一第二通孔；每組第二熱電材料係具有電性連接之一p型熱電接腳及一n型熱電接腳。第一導熱體係穿過第一高溫基板處的第一通孔，且第一導熱體之兩端分別連接第四、第二低溫基板。第二導熱體係穿過第四基板處的第二通孔，且兩端分別連接第一、第三基板。
根據本發明之另一實施例，係提出一種熱電轉換組件之製造方法。首先，提供一第一基板，其上垂直設置有至少一第一導熱體和複數組第一熱電材料，且每組第一熱電材料係具有電性連接之一p型熱電接腳及一n型熱電接腳。設置一第一基板於該些組第一熱電材料上，且第一基板具有至少一第一通孔使第一導熱體穿過。設置一第二導熱體於第一基板上。設置一第二基板於第一導熱體之上，且第二基板上具有至少一第二通孔，並垂直設置有複數組第二熱電材料，且每組第二熱電材料係具有電性連接之一p型熱電接腳及一n型熱電接腳，第二導熱體係穿過第二通孔。之後，設置一第三基板於該些組第二熱電材料上，且第二導熱體之一端係與第三基板連接。
為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
以下實施例係提出一種熱電轉換組件及其製造方法。其結構包括上下垂直數層的熱電模組，當該熱電轉換組件與一熱源耦合以進行熱電轉換時，每層熱電模組包括一相對高溫基板與一相對低溫基板，和垂直的p型及n型熱電接腳，在每一層接腳上下方分別有上下導體層將p型及n型熱電接腳串聯，利用導熱材料垂直穿過上層熱電模組的相對低溫基板的通孔將上層及下層熱電模組的相對高溫基板連接，利用導熱材料垂直穿過下層熱電模組的相對高溫基板的通孔將上層熱電模組的相對
低溫基板和下層熱電模組的相對低溫基板連接。
本發明係提出第一和第二實施例，係分別說明熱電轉換組件之結構。然而，實施例所提出的細部結構和製程步驟僅為舉例說明之用，並非對本發明欲保護之範圍做限縮。
請參照第2圖，其繪示依照本發明第一實施例之一種熱電轉換組件之示意圖。熱電轉換組件3包括第一組件31和第二組件32，第二組件32係垂直堆疊於第一組件31上方。第一組件31包括相對設置的一第一基板312和一第二基板311，且第一基板312具有至少一第一通孔312h。第2圖中係以兩第一通孔312h為例做說明。第一組件31更包括複數個第一熱電材料組310，垂直設置於第一基板312和第二基板311之間，且每個第一熱電材料組310係具有電性連接(例如是利用一導電體317透過導電接合材料3171連接)之一p型熱電接腳314及一n型熱電接腳315，而每個第一熱電材料組310之n型熱電接腳315係與相鄰第一熱電材料組310之P型熱電接腳314電性連接(例如是利用一導電體318透過導電接合材料3181連接)。
同樣的，第二組件32包括相對設置的一第三基板322和一第四基板321，且第四基板321具有至少一第二通孔321h。第2圖中係以兩第二通孔321h為例做說明。第二組件32更包括複數個第二熱電材料組320，垂直設置於第三基板322和第四基板321之間，且每個第二熱電材料組
320係具有電性連接(例如是利用一導電體327透過導電接合材料3271連接)之一p型熱電接腳324及一n型熱電接腳325，而每個第二熱電材料組320之n型熱電接腳325係與相鄰第二熱電材料組320之P型熱電接腳324電性連接(例如是利用一導電體328透過導電接合材料3281連接)。
熱電轉換組件3更包括至少一第一導熱體34和一第二導熱體36。第2圖中係分別以兩個第一導熱體34和兩個第二導熱體36為例做說明，但本發明對於通孔和導熱體數量並不限制於此。第一導熱體34係穿過第一通孔312h，且兩端分別連接第二基板311和第四基板321。第二導熱體36穿過第二通孔321h，且兩端分別連接第三基板322和第一基板312。其中，通孔之開口大小係大於導熱體之截面積，以第二通孔之開口大小A為例，係大於第二導熱體36之截面積a。再者，導熱體之截面積、數量與其位置配置，係可視實際應用而定，本發明對此並沒有限制。
在導熱體和通孔之間的空隙可以是以空氣隔絕，或是可設置絕熱材料於導熱體和通孔之間的空隙。如第2圖所示，將第一絕熱材料341設置在第一通孔312h和第一導熱體34之間，以隔絕第一導熱體34和第一基板312之熱傳；將第二絕熱材料361設置在第二通孔321h和些第二導熱體36之間，以隔絕第二導熱體36和第四基板321之熱傳。
除了如第2圖所示之方式，也可以如第3圖簡示之另一種導熱體之絕熱方式，利用絕熱材料包圍在導熱體周圍，以增加元件可靠度，例如第一絕熱材料342包圍在第一導熱體34周圍；或是亦可同時採用第3、4圖之方式達到更好的熱隔絕效果。
再者，導熱體與基板之間可以應用焊料(solder)焊接進行連接設置、或是應用其他方式如在基板上設置元件如凹槽等機構來進行設置，本發明對此並沒有限制。另外，除了如第2圖所示令第一、二導熱體34、36設置在其對應之基板上，也可以如第4圖簡示之另一種導熱體之設置方式，使導熱體之兩端係分別貫穿其對應基板，例如在第二和第四基板311、321處分別形成第一和第二貫穿孔311T、321T，第一導熱體34之兩端則分別位於第一和第二貫穿孔311T、321T內，並和第二和第四基板311、321接合，可進一步增加傳熱效果。
再者，一實施例中，可在熱電轉換組件之模組周圍以低導熱材料作為框架或密封。如第2圖所示之組件3更包括一封合材料37，係設置於第二基板311和第三基板322之間，並以抽真空方式密封該組件，密封後的狀態可以是幾近全真空或部分真空，以隔絕傳導及對流。封合材料37之材料例如是低導熱材料。另外，在其他實施例中，熱電轉換組件可更包括降低輻射熱傳的結構(未顯示)，以消弭熱輻射降低模組溫差效果的問題，使組件能長時間維持溫差發電。
再者，熱電轉換組件可更包括導線(未繪示)，分別連接至第一組件31的該些P型、n型熱電接腳314、315，和第二組件32的該些P型、n型熱電接腳324、325。進行發電應用時，當提供適當溫度於該些基板時，例如第一、第三基板312、322為相對高溫而第二、第四基板311、321為相對低溫，熱電轉換組件因溫差所產生的電能可經由導線傳出(作為電極)。導線實際製作的方式有很多種，如組件的採用真空結構，較低溫度下可利用封膠方式包覆導線，較高溫度下則可令導線穿過通孔引出，再將通孔密封，但本發明對此並不多做限制。
此實施例中，在第一組件31和第二組件32之間，即第一基板312和第四基板321之間係距有一間隔，該間隔可以是空氣層或是真空層，也可以填充低熱傳導率的隔熱材料如高分子材料或塑膠等。因此該間隔相當於一熱絕緣層38，將兩層熱電模組(即第一、二組件31、32)的熱端及冷端分離並隔絕熱傳，如此可進一步阻隔上下層熱電的熱傳，進行發電應用時可以使熱電層的溫差增加，增加發電效果。
另外，第二、四基板311、321，和第一、三基板312、322係具有電絕緣及高導熱之特性，其材料例如是高熱傳導之陶瓷材料，如氧化鋁、氮化鋁及碳化矽等，或是表面覆蓋絕緣介電層的矽或金屬基板等。然本發明並不對實際應用材料多作限制。
p型熱電接腳314、324及n型熱電接腳315、325之
材料，係為具有高熱電優值之半導體或半金屬元素或化合物，例如是摻入銻及硒的碲化鉍((BiSb)2(TeSe)3)系列、碲化鉍(Bi2Te3)、碲化鉛(PbTe)及鉛錫碲(PbSnTe)系列、矽(Si)及矽鍺(SiGe)系列、半-豪斯勒(Half-Heusler)介金屬合金系列(一種強磁性非鐵合金)、金屬矽化物(Silicide)之化合物系列、或二硒化鎢(WSe2)系列等。再者，熱電接腳的形成方式例如是利用濺鍍、熱蒸鍍、電弧離子鍍膜、化學氣相蒸鍍、電鍍及化學鍍等沉積方式。然實際應用時，需依應用條件作材料與形成方式的適當選擇，因此本發明並不對此多作限制。
至於電性連接p型和n型熱電接腳的導電體，如金屬導電體317、318、327、328的材料例如是導電金屬，其可為低電阻之金屬或合金，例如銅(Cu)、鐵(Fe)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、錫(Sn)、銀(Ag)、金(Au)等。第一導電體35和第二導電體36，例如是柱狀導熱體，其材料可為高導熱之金屬、合金或陶瓷材料等。然實際應用時，其材料或是形狀亦視應用狀況作適當選擇，本發明並不對此多作限制。
請參照第5圖，其繪示依照本發明第二實施例之一種熱電轉換組件之示意圖。其中，與第2圖相同之元件係沿用同樣標號。
第二實施例所提出之熱電轉換組件6與第一實施例之組件3極為類似，除了在第一組件31和第二組件32之
間多設置數組熱電材料。
如第5圖所示，同樣地，熱電轉換組件6包括第一組件31和垂直堆疊於第一組件31上方的第二組件32。第一組件31包括相對設置的一第二基板311和一第一基板312(具有第一通孔312h)，第二組件32包括相對設置的一第四基板321(具有第二通孔321h)和一第三基板322。第一組件31中，在第二基板311和第一基板312之間設置有複數個第一熱電材料組310，每個第一熱電材料組310係具有電性連接(用導電體317透過導電接合材料3171連接)之一p型熱電接腳314及一n型熱電接腳315，而每組n型熱電接腳315係與相鄰組之P型熱電接腳314電性連接(用導電體318透過導電接合材料3181連接)。第二組件32中，在第三基板322和第四基板321之間設置有複數個第二熱電材料組320，且每個第二熱電材料組320係具有電性連接(用導電體327透過導電接合材料3271連接)之一p型熱電接腳324及一n型熱電接腳325，而每組之n型熱電接腳325係與相鄰組之P型熱電接腳324電性連接(用導電體328透過導電接合材料3281連接)。熱電轉換組件6亦包括至少一第一導熱體34和一第二導熱體36，第一導熱體34係穿過第一通孔312h，且兩端分別連接第二基板311和第四基板321，第二導熱體36穿過第二通孔321h，且兩端分別連接第三基板322和第一基板312。
在第二實施例中，熱電轉換組件6更包括複數個第三熱電材料61組，垂直設置於第一組件31和第二組件32
之間，即位於第一基板312和第四基板321之間，且每第三熱電材料組係具有電性連接(如透過導電體617透過導電接合材料6171連接)之一p型熱電接腳614及一n型熱電接腳615。且每個第三熱電材料組61之n型熱電接腳亦可與相鄰組之P型熱電接腳電性連接。第二實施例係利用更多層熱電元件堆疊，當第一導熱體34和第二導熱體36可將熱直接透過其高導熱材料傳遞至另一層的熱電模組基板，可使熱電模組的高溫側及低溫側都能維持接近的高溫或低溫溫度，使得每層熱電模組都能發足夠的電，如此可藉由多層熱電元件堆疊結構提昇元件發電量。
其餘元件說明請參考第一實施例之相關敘述，在此不再贅述。
以下係提出一熱傳模擬實驗，以觀察實施例所提出之結構與整體模組發電量之間的相關性。在熱傳模擬實驗中，第一種模擬態樣(第一比較例)是單層結構，即在上下基板之間僅設置一層熱電材料，當兩基板分別予以約300℃和約50℃的高低溫，其模擬結果之發電量約30W。
第二種模擬態樣(第二比較例)是多層結構，即與第二實施例之結構相同(有四塊基板，三層熱電材料)但沒有導熱體(34和36)的存在，當第二基板311、第一312、第四基板321和第三基板322從下到上依序予以約50℃、約133℃、約216℃和約300℃的溫度，其模擬結果之發電量僅約10W。
第三種模擬態樣亦為多層結構，即與第二實施例之結構相同，也有導熱體(34和36)的存在。同樣依序對第二基板311、第一基板312、第四基板321和第三基板322予以約50℃、約133℃、約216℃和約300℃的溫度，其模擬結果之發電量可達約60W。
因此，由熱傳模擬結果可知，實施例之結構確實可以造成基板間的溫差效果，而使得整體模組的發電量增加。另外，亦有實際模組組裝驗證結果，其初步結果亦同樣顯示，實施例的模組設計確實能增加基板溫差，而使得發電量增加。
以下係提出實施例之一種熱電轉換組件之製造方法，然該些步驟僅為舉例說明之用，並非用以限縮本發明。具有通常知識者當可依據實際實施態樣的需要對該些步驟加以修飾或變化。
第6A~6E圖係繪示第二實施例之熱電轉換組件之製造方法示意圖。首先，提供一第二基板711，其上垂直設置有至少一第一導熱體74和複數個第一熱電材料組710，且每個第一熱電材料組710係具有一p型熱電接腳714及一n型熱電接腳715，如第6A圖所示。接著，提供一第一基板712，且第一基板712至少具有一第一通孔712h，將第一基板712設置於該些組第一熱電材料上，且第一導熱體74係通過第一通孔712h，其中第一基板712上可更包括複數個第三熱電材料組810(具有p型、n型熱電接腳
814、815)；並設置一第二導熱體76於第一基板712上，如第6B圖所示。
至此，第二基板711、第一基板712及其之間的多個第一熱電材料組710係可構成第一組件71；而每個第一熱電材料組710的p型、n型熱電接腳714、715係以導電體717電性連接(透過導電接合材料7171連接)，相鄰組之n型、p型熱電接腳715、714係以導電體718電性連接(透過導電接合材料7181連接)。
之後，提供一第四基板721，且第四基板721至少具有一第二通孔721h，將第四基板721設置於第一導熱體74之上，且第二導熱體76係通過第二通孔721h，如第6C圖所示。
接著，垂直設置複數個第二熱電材料組720於第四基板721上，且每個第二熱電材料組720係具有一p型熱電接腳724及一n型熱電接腳725，如第6D圖所示。
之後，設置一第三基板722於該些第二熱電材料組720上，且第二導熱體76之一端係與第三基板722連接，如第6E圖所示。至此，第四基板721、第三基板722及其之間的多個第二熱電材料組720係可構成第二組件72；而每個第二熱電材料組720的p型、n型熱電接腳724、725係以導電體727電性連接(透過導電接合材料7271連接)，相鄰組之n型、p型熱電接腳725、724係以導電體728電性連接(透過導電接合材料7281連接)。
在第一組件71和第二組件72完成堆疊後，可更包括
真空密封之步驟(未繪示)，以降低熱回傳效果並增加元件可靠度。
綜合上述，實施例中係利用多層堆疊形式之熱電發電模組，增加熱電元件發電密度，並具有導熱結構分別將不同層模組之熱端串聯與冷端串聯。由於導熱體結構以及基板通孔結構可將熱直接透過高導熱材料傳遞至另一層的熱電模組基板，而不會影響其他層的溫度，因此可使得上下兩層熱電模組的高溫及低溫側都能維持接近的溫度，而使得每層熱電模組都能發足夠的電，如此可藉由多層熱電元件堆疊結構大幅提昇元件發電量。在上下層熱電元件間可以是形成一層熱絕緣層以阻隔兩層的熱傳，或是再設置熱電元件使發電密度更為提昇。若堆疊熱電結構再搭配真空封裝，可進一步降低熱回傳效果，並增加元件可靠度。實施例之堆疊式熱電轉換組件，可提高熱電轉換元件的發電量或致冷/加熱力，因此，不論是在發電或致冷/加熱的應用領域，均可達到提高應用裝置效能之優點。
綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
101‧‧‧P型熱電材料
102‧‧‧N型熱電材料
111a/111b‧‧‧導電金屬層
121a/121b‧‧‧上下基板
3、6‧‧‧堆疊式熱電轉換組件
31、71‧‧‧第一組件
310、710‧‧‧第一熱電材料組
311、711‧‧‧第二基板
312、712‧‧‧第一基板
312h、712h‧‧‧第一通孔
311T‧‧‧第一貫穿孔
32、72‧‧‧第二組件
320、720‧‧‧第二熱電材料組
321、721‧‧‧第四基板
322、722‧‧‧第三基板
321h、721h‧‧‧第二通孔
321T‧‧‧第二貫穿孔
314、324、614、714、724、814‧‧‧p型熱電接腳
315、325、615、715、725、815‧‧‧n型熱電接腳
317、318、327、328、617、717、718‧‧‧導電體
3171、3181、3271、3281、6171、7171、7181‧‧‧導電接合材料
34、74‧‧‧第一導熱體
341、342‧‧‧第一絕熱材料
36、76‧‧‧第二導熱體
361‧‧‧第二絕熱材料
37‧‧‧封合材料
38‧‧‧熱絕緣層
61、810‧‧‧第三熱電材料組
第1圖繪示一種傳統熱電轉換元件應用裝置之側視圖。
第2圖繪示一種傳統具有薄膜型熱電轉換元件之裝置之側視圖。
第3圖簡示實施例之另一種導熱體之絕熱方式。
第4圖簡示實施例之另一種導熱體之設置方式。
第5圖繪示依照本發明第二實施例之一種熱電轉換組件之示意圖。
第6A~6E圖係繪示第二實施例之熱電轉換組件之製造方法示意圖。
6‧‧‧堆疊式熱電轉換組件
31‧‧‧第一組件
311‧‧‧第二基板
312‧‧‧第一基板
312h‧‧‧第一通孔
32‧‧‧第二組件
321‧‧‧第四基板
322‧‧‧第三基板
321h‧‧‧第二通孔
314、324、614‧‧‧p型熱電接腳
315、325、615‧‧‧n型熱電接腳
317、318、327、328、617‧‧‧導電體
3171、3181、3271、3281、6171‧‧‧導電接合材料
34‧‧‧第一導熱體
36‧‧‧第二導熱體
37‧‧‧封合材料
61‧‧‧第三熱電材料組
Claims (20)
- 一種熱電轉換組件，至少包括：一第一組件，包括：一第一基板和一第二基板係相對設置，且該第一基板具有至少一第一通孔；和複數個第一熱電材料組，垂直設置於該第一基板和該第二基板之間，且每該第一熱電材料組係具有電性連接之一p型熱電接腳及一n型熱電接腳，每該第一熱電材料組在連接該第一基板的一第一端進行散熱，在連接該第二基板的一第二端進行吸熱；一第二組件，係垂直堆疊於該第一組件上方，包括：一第三基板和一第四基板係相對設置，該第四基板具有至少一第二通孔，且該第四基板係位於該第三基板和該第一基板之間；和複數個第二熱電材料組，垂直設置於該第三基板和該第四基板之間，且每該第二熱電材料組係具有電性連接之一p型熱電接腳及一n型熱電接腳，每該第二熱電材料組在連接該第三基板的一第三端進行散熱，在連接該第四基板的一第四端進行吸熱；至少一第一導熱體，穿過該第一通孔，且兩端分別連接該第二基板和該第四基板；和至少一第二導熱體，穿過該第二通孔，且兩端分別連 接該第三基板和該第一基板。
- 如申請專利範圍第1項所述之熱電轉換組件，在該些第一熱電材料組中，每該第一熱電材料組之該n型熱電接腳係與相鄰的該第一熱電材料組之該P型熱電接腳電性連接；在該些第二熱電材料組中，且每該第二熱電材料組之該n型熱電接腳係與相鄰的該第二熱電材料組之該P型熱電接腳電性連接。
- 如申請專利範圍第1項所述之熱電轉換組件，其中該第一基板具有複數個第一通孔，該第四基板具有複數個第二通孔。
- 如申請專利範圍第3項所述之熱電轉換組件，係包括：複數個第一導熱體，分別穿過該些第一通孔，且每該第一導熱體之兩端分別連接該第二基板和該第四基板；和複數個第二導熱體，分別穿過該第二通孔，且每該第二導熱體之兩端分別連接該第三基板和該第一基板。
- 如申請專利範圍第4項所述之熱電轉換組件，其中每該第一通孔之開口大小係大於每該第一導熱體之截面積，每該第二通孔之開口大小係大於每該第二導熱體之截面積。
- 如申請專利範圍第4項所述之熱電轉換組件，係包括：複數個第一絕熱材料，係分別設置在該些第一通孔和該些第一導熱體之間，以隔絕該些第一導熱體和該第一基 板之熱傳；和複數個第二絕熱材料，係分別設置在該些第二通孔和該些第二導熱體之間，以隔絕該些第二導熱體和該第四基板之熱傳。
- 如申請專利範圍第4項所述之熱電轉換組件，係包括：複數個第一絕熱材料，係分別包圍該些第一導熱體；和複數個第二絕熱材料，係分別包圍該些第二導熱體。
- 如申請專利範圍第1項所述之熱電轉換組件，其中該第一導熱體之兩端係分別貫穿該第二和該第四基板，而該第二導熱體之兩端係分別貫穿該第一和該第三基板。
- 如申請專利範圍第1項所述之堆疊式熱電轉換組件，更包括：複數個第三熱電材料組，垂直設置於該第一基板和該第四基板之間，且每該第三熱電材料組係具有電性連接之一p型熱電接腳及一n型熱電接腳。
- 如申請專利範圍第9項所述之熱電轉換組件，其中在該些第三熱電材料組中，且每該第三熱電材料組之該n型熱電接腳係與相鄰的該第三熱電材料組之該P型熱電接腳電性連接。
- 如申請專利範圍第1項所述之熱電轉換組件，係為一真空密封結構。
- 如申請專利範圍第11項所述之熱電轉換組件，更包括一封合材料，係設置於該第二溫基板和該第三基板之間，用以密封該組件。
- 如申請專利範圍第1項所述之熱電轉換組件，其中該第一導熱體和該第二導熱體分別為一柱狀導熱體。
- 如申請專利範圍第1項所述之熱電轉換組件，其中該第一導熱體和該第二導熱體之材料可為金屬或陶瓷材料。
- 如申請專利範圍第1項所述之熱電轉換組件，其中該第一導熱體和該第二導熱體分別以焊料(solder)焊接進行連接設置。
- 如申請專利範圍第1項所述之熱電轉換組件，其中該些P型和N型熱電接腳係包括碲化鉍(Bi2Te3)、碲化鉛(PbTe)、鉛錫碲(PbSnTe)、矽(Si)、鍺化矽(SiGe)、半-豪斯勒介金屬合金(Half-Heusler alloy)、金屬矽化物(Siliclde)或二硒化鎢(WSe2)。
- 如申請專利範圍第1項所述之熱電轉換組件，其中該第一和該第三基板與該第二和該第四基板係為一陶瓷材料、或一表面具絕緣材料覆蓋之矽或金屬。
- 一種熱電轉換組件之製造方法，包括：提供一第二基板，其上垂直設置有至少一第一導熱體和複數個第一熱電材料組，且每該第一熱電材料組係具有電性連接之一p型熱電接腳及一n型熱電接腳；設置一第一基板於該些第一熱電材料組上，且該第一 基板具有至少一第一通孔使該第一導熱體穿過；設置一第二導熱體於該第一基板上；設置一第四基板於該第一導熱體之上，且該第四基板上具有至少一第二通孔，並垂直設置有複數個第二熱電材料組，且每該第二熱電材料組係具有電性連接之一p型熱電接腳及一n型熱電接腳，該第二導熱體係穿過該第二通孔；及設置一第三基板於該些第二熱電材料組上，且該第二導熱體之一端係與該第三基板連接，其中，每該第一熱電材料組在連接該第一基板的一第一端進行散熱，在連接該第二基板的一第二端進行吸熱，每該第二熱電材料組在連接該第三基板的一第三端進行散熱，在連接該第四基板的一第四端進行吸熱。
- 如申請專利範圍第18項所述之製造方法，其中在設置該第一基板之步驟中，該第一基板上更垂直設置有複數個第三熱電材料組，且每該第三熱電材料組係具有電性連接之一p型熱電接腳及一n型熱電接腳。
- 如申請專利範圍第18項所述之製造方法，在設置該第三基板後，更包括：真空密封該熱電轉換組件。
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