具有三维微结构的热电换能器和制造该换能器的方法

摘要

本发明涉及一种用于利用至少一个热元件来相互转换热能和电能的热电换能器。所述换能器具有至少一个由具有不同微柱材料的微柱组成的三维微结构。微柱材料具有不同的塞贝克系数（热电动势）。相互平行布置的微柱的微柱直径从0.1μm至200μm的范围中选择。这些微柱分别具有处于20至1000的范围中的纵横比。此外，这些微柱作为热电偶相互耦合以构造热电压。为了制造所述微结构如下进行：a)提供具有模板材料的模板，其中模板具有基本上与热电换能器的微结构相反的三维模板结构，所述模板结构包括柱状的模板空腔，b)将微柱材料布置在柱状空腔中，使得形成微柱，以及c)至少部分地去除模板材料。作为模板优选采用硅晶片。为了提供模板采用PAECE（光辅助电化学蚀刻）方法。利用本发明可以实现针对热辐射的高灵敏的检测器。

主权项

一种用于利用至少一个热元件来相互转换热能和电能的热电换能器（1），该热电换能器具有至少一个自承载的三维微结构（10），所述至少一个微结构包括：‑至少一个第一微柱（11），所述至少一个第一微柱具有第一微柱纵向伸展（111）、第一微柱直径（112）和至少一种具有第一热电动势的第一微柱材料（110），和‑至少一个第二微柱（12），所述至少一个第二微柱具有第二微柱纵向伸展（121）、第二微柱直径（122）和至少一种具有与第一微柱材料相比不同的第二热电动势的第二微柱材料（120），其中‑这些微柱在纵向伸展（111,121）方面基本上相互平行地布置，‑微柱直径（112,122）从0.1μm至200μm的范围中选择，‑这些微柱（11,12）分别具有处于20至1000的范围中的纵横比，以及‑这些微柱作为热电偶（15）相互耦合以构造热电压,其中设置用于读取热电偶的热电压的读取设备（191），和/或用于利用控制电压控制热电偶的控制设备，其特征在于，在所述微结构载体中集成所述读取设备（191）的一部分，以及在与所述微结构载体不同的电路载体中集成所述读取设备（191）的另一部分。