一種車載制冷空調的半導體制冷片及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于半導體制冷片制備技術領域，尤其涉及一種車載制冷空調的半導體制冷片及其制備方法。
【背景技術】
[0002]用太陽能供電給半導體片工作，半導體片通電后產生載流子，通過載流子的運動進行熱量轉移，熱量就會從一面轉移到另一端，從而產生溫差冷熱兩面，最終實現制冷的目的。半導體片也叫熱電制冷片。利用半導體材料的Peltier效應，當直流電通過兩種不同半導體材料串聯成的電偶時，在電偶的兩端即可分別吸收熱量和放出熱量。它是一種產生負熱阻的制冷技術，其特點是無運動部件，可靠性也比較高，降溫快的功效。車載制冷空調就是利用導體材料制冷，并將車內的熱能轉成化學能儲存，然后通過管道散發出去，因此達到將車空間降溫的作用和效果。
[0003]目前，這種利用導體材料制冷，也既是利用P型半導體和N型半導體在通電時即可在其兩端產生熱端和冷端不同溫度的特點，已被廣泛地應用在制作半導體制冷或制熱器件領域中，但是，在現有技術中，在制作P型半導體時，通常是采用在純凈的硅晶體中摻入三價元素(如硼)，使之取代晶格中硅原子的位置，就形成了 P型半導體。在制作N型半導體時，通常是采用在純凈的硅晶體中摻入V族元素(如磷、砷、銻等)，使之取代晶格中硅原子的位置，就形成了 N型半導體，采用上述這種傳統方法制作得到的P型半導體元件和N型半導體元件，在將其用于制作制冷或制熱器件時，這種P型半導體元件和N型半導體元件主要存在著兩端的溫差較小(其熱端與冷端兩端的溫差一般為60度左右)、制冷或制熱的效率較低、能耗較大等問題；此外，現有的P型半導體元件和N型半導體元件因無法區分其頭端與尾端，這樣在將其用于制作制冷或制熱器件時，其相互之間的連接，不可實現頭尾有序的連接，而是頭尾相互混亂連接，因此不能有效地發揮半導體元件的電能轉換效率，使其工作效率降低，所以現有的車載制冷空調的半導體制冷片使用效果還是不夠理想。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種工作時兩端溫差較大、工作效率較高、能耗較低的車載制冷空調的半導體制冷片及其制備方法。
[0005]本發明是這樣實現的，一方面，提供了一種車載制冷空調的半導體制冷片，其由如下重量份的原料組成:
碲40-49份
鉍21-26份
銻31-36份。
[0006]進一步地，所述碲的相對密度6.25g/cm3，熔點452°C。
[0007]進一步地，所述鉍的相對密度9.8 g/cm3，熔點271.3°C。
[0008]進一步地，所述銻的相對密度86.684 g/cm3，熔點60.74°C。
[0009]另一方面，提供了一種車載制冷空調的半導體制冷片制備方法，包括如下步驟:
(1)獲取原材料
獲取權利要求1中所述車載制冷空調的半導體制冷片的各組成原料；
(2)分別將獲取的原材料粉碎
將步驟(I)中獲取的所述車載制冷空調的半導體制冷片的各組成原料分別粉碎并磨成2000目或者2000目以上；
(3)稱取配方組分
按照權利要求1所述車載制冷空調的半導體制冷片的重量份分別從步驟(2)中稱取所述碲、鉍及銻；
(4)制備混合料
將步驟(3)中稱取的所述碲、鉍及銻放入高速混合機中混合5-20min，混合均勻，得到混合料，并在獲取的所述混合料中添加作為調質用的四碘化碲，所述四碘化碲的添加量為所述混合料的總重量的0.009-0.1倍；
(5)抽真空處理
將步驟(4)制備得到的混合料放入用于熔煉的玻璃管中，并將玻璃管帶料一起烘干后進行抽真空處理；
(6)真空熔煉
將步驟(5)中經過抽真空處理的裝有混合料的玻璃管放入搖擺爐中進行真空搖擺熔煉；
(7)冷卻
將步驟(6)中經過真空熔煉的玻璃管從搖擺爐取出并在室溫下自然冷卻；
(8)拉晶處理
將步驟(7)中經過自然冷卻后的玻璃管帶料垂直放入拉晶爐中進行拉晶處理，制備得到半導體晶棒；
(9)制備車載制冷空調的半導體制冷片
對步驟(8)中的所述半導體晶棒進行切片、切割和制粒處理，制備得到車載制冷空調的半導體制冷片。
[0010]進一步地，步驟(6)中，其熔煉溫度為650-750°C，熔煉時間為15-25分鐘。
[0011]進一步地，步驟(6)中，所述用于熔煉的玻璃管的長度為85-100厘米。
[0012]進一步地，步驟(8)中，其拉晶溫度為600-750°C，拉晶時間為16_20小時，拉晶速度為按每小時2-3厘米/小時。
[0013]進一步地，步驟(8)中，所述半導體晶棒為一頭直徑大、另一頭直徑小的圓錐體形晶棒，將該圓錐體形的半導體晶棒進行切片得厚度相同的晶片，晶片的小直徑端為頭端、大直徑端為尾端，在每片晶片的尾端面上作色標記號；然后通過數控切粒的方法對每片晶片的圓錐面進行切割制粒，將每片晶片都切割制粒成相同的多邊形柱體形狀，該多邊形柱體形狀的半導體元件。
[0014]進一步地，所述多邊形柱體為四邊形柱體、正方形柱體、正六邊形柱體、正八邊形柱體、正十邊形柱體或正十二邊形柱體。
[0015]本發明的有益效果為:本發明提供的車載制冷空調的半導體制冷片及其制備方法，采用上述的配方及制作工藝來制作專門用于車載制冷空調的半導體制冷片，與現有技術相比，本發明的這種車載制冷空調的半導體制冷片在工作時兩端的溫差較大，經測試本發明的車載制冷空調的半導體制冷片在工作時其冷端與熱端的溫差達73 _78°C左右，所以本發明具有工作效率高、能耗較低的優點。
[0016]另外，由于本發明的車載制冷空調的半導體制冷片能夠非常容易地辨別出尾端與頭端，因此在安裝使用時，能夠將本發明的半導體元件按照頭與尾的有序排列順序進行安裝連接，從而避免了現有技術中在將車載制冷空調的半導體制冷片連接時，因無法區分頭端與尾端，而造成的頭尾相互混亂連接的現象。
[0017]另外，采用本發明的車載制冷空調的半導體制冷片時，能夠方便地進行頭端與尾端的有序連接，從而有效地發揮了所有車載制冷空調的半導體制冷片的工作效率，并有效地提高了車載制冷空調的制冷或制熱效果。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發明的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是本發明實施例提供的車載制冷空調的半導體制冷片制備方法流程圖。
【具體實施方式】
[0020]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0021]本發明實施例提供一種車載制冷空調的半導體制冷片，其由如下重量份的原料組成:
碲40-49份
鉍21-26份
銻31-36份。
[0022]進一步地，所述碲的相對密度6.25g/cm3，熔點452°C，在具體實施例中，該碲的重量份可以是40份、41份、42份、43份、44份、45份、46份、47份48份、49份等具體組分。
[0023]進一步地，所述鉍的相對密度9.8 g/cm3，熔點271.3°C，在具體實施例中，該鉍的重量份可以是21份、22份、23份、24份、25份、26份等具體組分。
[0024]進一步地，所述銻的相對密度86.684 g/cm3，熔點60.74°C，在具體實施例中，該銻的重量份可以是31份、32份、33份、34份、35份、36份等具體組分。
[0025]另一方面，提供了一種車載制冷空調的半導體制冷片制備方法，該制備方法的流程圖如圖1所示，包括如下步驟:
SlOl，獲取原材料
獲取上述車載制冷空調的半導體制冷片的各組成原材料；
S102，分別將獲取的原材料粉碎
將步驟SlOl中獲取的上述車載制冷空調的半導體制冷片的各組成原料分別粉碎并磨成2000目或者2000目以上； S103，稱取配方組分
按照上述車載制冷空調的半導體制冷片的重量份分別從步驟S102中稱取碲、鉍及銻； S104，制備混合料
將步驟S103中稱取的碲、鉍及銻放入高速混合機中混合5-20min，混合均勻，得到混合料，并在獲取的混合料中添加作為調質用的四碘化碲，四碘化碲的添加量為混合料的總重量的 0.009-0.1 倍；
S105，抽真空處理
將步驟S104制備得到的混合料放入用于熔煉的玻璃管中，并將玻璃管帶料一起烘干后進行抽真空處理；
S106，真空熔煉