本發明屬于微電子器件技術領域，更具體地，涉及一種可穿戴于人體的直接利用人體體溫發電的裝置。
背景技術：
隨著微電子技術的發展，電子設備與人類生活工作的聯系越來越緊密。電子設備的微小化和可穿戴化成為電子設備發展趨勢，比如谷歌眼鏡、電子手環以及其他可穿戴式的健康監測診斷設備等。可穿戴式設備為人們的生活帶來了很大的便利，但其供能問題也是一個極大挑戰。電池是常用的供能手段，但電池存在環境污染和持續性供電的問題。使用人體本身的熱能進行發電供能既清潔環保又能長期持續供電，是一種行之有效的替代方案。但由于人體體溫與環境溫差小，約6～10℃，屬于極低溫低品位熱能，利用難度較大。
現有技術中的可將身體余熱轉化為電能的方式是半導體熱電轉換；但半導體熱電材料本身賽貝克系數小，最高約為200μV/K。若要輸出足夠微電子器件供能的電壓，則需要成百上千個小的單元串聯在一起輸出電壓，結構十分復雜；且熱電材料通常價格較貴，成本較高。
技術實現要素：
針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種利用人體體溫發電的裝置，其目的在于解決現有的體溫發電領域半導體熱電轉換技術結構復雜的問題。
為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種利用人體體溫發電的裝置，包括兩塊底板、兩塊側板、多孔發電層、多孔導液層、電極、 循環工質、聚熱板和散熱板；
聚熱板與散熱板的兩端分別通過兩塊側板連接，聚熱板、散熱板、兩塊側板和兩塊底板形成一個密閉腔體；
多孔發電層設于密閉腔體內，緊貼在聚熱板的內側；多孔發電層的兩端均設有電極；側板上具有用于引出電極的開孔；其中，聚熱板的內側是指其與散熱板相對的一側；
多孔導液層設于密閉腔體內，緊貼散熱板的內側；多孔導液層內部被循環工質浸潤，多孔導液層的兩端緊貼多孔發電層的端部；其中，散熱板的內側是指其與聚熱板相對的一側；
本發明提供的這種利用人體體溫發電的裝置，當其未被穿戴于人體時，多孔發電層從多孔導液層吸收循環工質至完全浸潤；當其被佩戴于人體時，聚熱板從人體吸收熱量，熱量傳遞給緊貼散熱板的多孔發電層，多孔發電層內的循環工質從多孔發電層表面蒸發，同時在毛細力的作用下驅動多孔發電層內部的循環工質在多孔發電層內流動，在多孔發電層兩端產生電勢并輸出電能，電能通過電極導出；而離開多孔發電層的氣態工質在散熱板處釋放熱量凝結成液態，并通過多孔導液層輸送回多孔發電層下端，實現工質循環，由此實現利用體溫持續不斷地進行發電。
優選的，聚熱板和散熱板為高導熱材料，聚熱板與散熱板相對的一側均電絕緣；底板、側板均為電絕緣且熱絕緣材料。
優選的，聚熱板、散熱板、側板、多孔發電層和多孔導液層均為弧形結構，使得該利用人體體溫發電的裝置整體呈弧形狀，便于穿戴。
優選的，上述散熱板外側具有增強散熱的翅片結構。
優選的，多孔發電層采用一體成型的納米多孔材料，或者采用由納米顆粒堆積而成的納米多孔材料。
優選的，多孔導液層采用微米多孔材料。
優選的，循環工質采用水或有機溶劑。
總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，能夠取得下列有益效果：
(1)本發明提供的利用人體體溫發電的裝置，利用液體蒸發-冷凝循環，驅動循環工質在多孔發電層內持續流動，通過多孔發電層內納米通道的動電效應產生持續不斷的電能輸出，從而將熱能轉化為電能；
(2)本發明提供的利用人體體溫發電的裝置，可直接穿戴于人體，利用人體與環境的極低溫差發電為微電子器件供能，且單個循環組件可提供高達1V的電壓，不需要成百上千的小單元組件串聯來提供較大的輸出電壓；
(3)本發明提供的利用人體體溫發電的裝置，利用多孔材料的毛細作用控制整個裝置內的工質循環，裝置內的循環工質不能自由流動，因此該裝置可任意角度放置，人體隨意動作不影響工質循環以及發電。
附圖說明
圖1是本發明實施例提供的發電裝置的結構示意圖。
在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結構，其中：1-聚熱板、2-散熱板、3-側板、4-底板、5-多孔發電層、6-電極、7-多孔導液層、8-循環工質。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
實施例1提供的一種利用人體體溫發電的裝置，其結構如圖1所示，包括相對放置的弧形聚熱板1、弧形散熱板2，兩塊側板3、兩塊底板4、多孔發電層5、電極6、多孔導液層7、循環工質8；
聚熱板1和散熱板2之間有兩塊弧形側板3和兩塊底板4；聚熱板1、 散熱板2、兩塊側板3和兩塊底板4形成一個密閉腔體；聚熱板1上與散熱板2相對的內側緊貼一層多孔發電層5，多孔發電層兩端設有電極6，側板3上具有開口，電極6可通過該開孔引出；散熱板2上與聚熱板1相對的內側緊貼一層多孔導液層7，多孔導液層7內部被液體循環工質8浸潤，多孔導液層的兩端緊貼多孔發電層5的端部。
本實施例里，聚熱板1、散熱板2、側板3、多孔發電層5和多孔導液層7均為弧形結構，使得該發電裝置整體呈弧形手環結構，可直接佩戴于手腕或手臂處，其多孔發電層5采用納米多孔材料；當未穿戴于人體時，納米多孔發電層5從微米多孔導液層吸收液體循環工質至完全浸潤；當被佩戴于人體時，聚熱板1從人體吸收熱量，熱量傳遞給緊貼散熱板2的多孔發電層5，多孔發電層5內的循環工質8從多孔發電層5表面蒸發，同時在毛細力的作用下驅動多孔發電層5內部的循環工質從下端往上端流動，通過納米多孔材料內的動電現象在多孔發電層5的上下兩端產生電勢并輸出電能，電能通過電極6導出；而從多孔發電層5蒸發的循環工質轉換為氣態，并在散熱板2處釋放熱量凝結成液態，并通過多孔導液層7輸送回多孔發電層5的下端，實現工質循環；因此該裝置可持續不斷地利用體溫進行發電。
本實施例提供的利用人體體溫發電的裝置，由聚熱板1、散熱板2、兩塊側板3和兩塊底板4形成的密閉腔體可在常壓下運行，也可抽真空在低壓下運行。該發電裝置熱電性能的好壞取決于所選納米發電層材料性質結構、循環工質的種類以及腔體內部環境壓力的綜合影響，本實施例中多孔發電層使用直徑為30nm～40nm的碳納米顆粒堆積而成，碳納米顆粒的表面電動電勢為-28mV；本實施例采用的循環工質為去離子水；密閉腔體內的壓力為4kpa。
對實施例提供的這種利用人體體溫發電的裝置進行測試，在環境溫度為21℃條件下，該發電裝置輸出熱電電壓可達1V；可在50s之內將一個1 μF的電容充至0.8V，可用于為微電子器件供電。
本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。