СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА И ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ

1. Способ изготовления термоэлектрического элемента, по меньшей мере одну термопару, содержащую полупроводник (2) n-типа и полупроводник (3) p-типа, причем оба полупроводника (2, 3) приваривают к электропроводному контактному материалу (4), отличающийся тем, что полупроводник (2) n-типа и полупроводник (3) p-типа термопары приваривают к контактному материалу (4) на разных этапах сварки.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что параметры сварки для сваривания полупроводника (2) n-типа и параметры сварки для сваривания полупроводника (3) p-типа устанавливают независимо друг от друга.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что полупроводники (2, 3) по меньшей мере на одном из своих концов в продольном направлении (L) имеют контактные поверхности, которые приводят в соприкосновение к контактным материалом (4), причем сваривание полупроводника (2) n-типа и/или сваривание полупроводника (3) p-типа происходит на контактной поверхности и/или сбоку от контактной поверхности соответствующего полупроводника (2, 3).
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что сваривание полупроводника (2) n-типа и/или сваривание полупроводника (3) p-типа происходит по всей контактной поверхности соответствующего полупроводника (2, 3).
5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что контактный материал (4) состоит из нескольких слоев предпочтительно разных материалов, которые соединяют друг с другом и/или с соответствующим полупроводником (2, 3) в ходе одного или нескольких этапов сварки.
6. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что контактный материал (4) или находящийся на нем слой в физико-химическом отношении реагирует с материалом полупроводника (3) p-типа и/или находящегося на нем реакционного слоя и/или с материалом полупроводника (2) n-типа и/или находящегося на нем реакционного слоя, а реакционный слой состоит по меньшей мере из одного из элементов Ta, W, Mo, Nb, Ti, Cr, Pd, V, Pt, Rh, Re, Cu, Ag, Ni, Fe, Co, Al, In, Sn, Pb, Te, Sb, Bi, Se, S, Au, Zn, Si или Ge пo отдельности или в комбинации с другим элементом.
7. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что перед и/или во время соответствующего этапа сварки контактный материал (4) прижимают к свариваемому полупроводнику (2, 3).
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что контактный материал (4) прижимают к свариваемому полупроводнику (2, 3) при помощи по меньшей мере одного сварочного электрода.
9. Способ по любому из пп.1-4 или 8, отличающийся тем, что полупроводник (2) n-типа и полупроводник (3) p-типа термопары сваривают с контактным материалом (4) отдельно при помощи контактной сварки.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что полупроводник (2) n-типа и полупроводник (3) p-типа термопары сваривают с контактным материалом (4) отдельно при помощи сварки по зазору.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что контактный материал (4) приводят в соприкосновение с соответствующим полупроводником (2, 3), а зазор (BE) щелевого электрода (14), соединяющего контактный материал (4), устанавливают соответственно ширине (B2, B3) привариваемого полупроводника (2, 3).
12. Способ по п.10, отличающийся тем, что контактный материал (4) приводят в соприкосновение с соответствующим полупроводником (2, 3), а зазор (BE) щелевого электрода (14), соединяющего контактный материал (4), устанавливают больше, чем ширина (B2, B3) привариваемого полупроводника (2, 3).
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что контактный материал (4) окружает конец свариваемого полупроводника (2, 3), по меньшей мере частично в радиальном направлении (R) полупроводника (2, 3), а щелевой электрод (14) соединяет контактный материал (4) в радиальном направлении (R) свариваемого полупроводника (2, 3).
14. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что щелевой электрод (14) соединяет контактный материал (4) в продольном направлении (L) свариваемого проводника (2, 3).
15. Способ по любому из пп.1, 4, 8 или 10-13, отличающийся тем, что сварку выполняют в вакууме или в атмосфере защитного газа.
16. Способ по любому из пп.1-4 или 8, отличающийся тем, что полупроводник (2) n-типа и/или полупроводник (3) p-типа термопары сваривают с контактным материалом (4) посредством сварки в защитном газе, предпочтительно сварки металлическим электродом в среде инертного газа, сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа, сварки металлическим электродом в среде активного газа, плазменной сварки или водородной сварки.
17. Способ по любому из пп.1-4 или 8, отличающийся тем, что полупроводник (2) n-типа и/или полупроводник (3) p-типа термопары сваривают с контактным материалом (4) посредством лазерной сварки.
18. Способ по любому из пп.1, 4, 8 или 10-13, отличающийся тем, что перед сваркой свариваемые полупроводники (2, 3) и/или контактный материал (4) предварительно нагревают.
19. Способ по любому из пп.1, 4, 8 или 10-13, отличающийся тем, что термоэлектрический элемент содержит несколько термопар, причем из имеющихся термопар сначала с контактным материалом (4) сваривают полупроводники (2) n-типа, а затем - соответствующие полупроводники (3) p-типа.
20. Способ по любому из пп.1, 4, 8 или 10-13, отличающийся тем, что термоэлектрический элемент содержит несколько термопар, причем из имеющихся термопар сначала с контактным материалом (4) сваривают полупроводники (3) p-типа, а затем - соответствующие полупроводники (2) n-типа.
21. Способ по любому из пп.1, 4, 8 или 10-13, отличающийся тем, что термоэлектрический элемент содержит несколько термопар, и с контактным материалом (4) одновременно сваривают все полупроводники (2) n-типа.
22. Способ по любому из пп.1, 4, 8 или 10-13, отличающийся тем, что термоэлектрический элемент содержит несколько термопар, и с контактным материалом (4) одновременно сваривают все полупроводники (3) p-типа.
23. Способ по любому из пп.1, 4, 8 или 10-13, отличающийся тем, что полупроводники (2, 3) n-типа и p-типа термопары на одной стороне термоэлектрического элемента электрически соединяют друг с другом посредством контактного материала (4), а на противоположной стороне термоэлектрического элемента полупроводник n-типа (2) названной термопары электрически соединяют с другим соседним полупроводником p-типа, а полупроводник p-типа (3) названной термопары электрически соединяют с другим соседним полупроводником n-типа.
24. Способ по п.23, отличающийся тем, что с контактным материалом (4) одновременно сваривают все полупроводники (2) n-типа одной стороны.
25. Способ по п.23, отличающийся тем, что с контактным материалом (4) одновременно сваривают все полупроводники (3) p-типа одной стороны.
26. Способ по любому из пп.1, 4, 8, 10-13, 24 или 25, отличающийся тем, что с контактным материалом (4) сваривают отдельно, но одновременно все полупроводники (2, 3) n-типа и p-типа.
27. Термоэлектрический элемент, изготовленный в соответствии со способом по любому из пп.1-26, имеющий по меньшей мере одну термопару, содержащую полупроводник (2) n-типа и полупроводник (3) p-типа и сваренную по меньшей мере с одним электропроводным контактным материалом (4).
28. Термоэлектрический элемент по п.27, имеющий по меньшей мере одну термопару, содержащую полупроводник (2) n-типа и полупроводник (3) p-типа, и сваренную по меньшей мере с одним электропроводным контактным материалом (4), отличающийся тем, что электропроводный контактный материал (4) имеет покрытие.
29. Термоэлектрический элемент по любому из пп.27 или 28, имеющий по меньшей мере одну термопару, содержащую полупроводник (2) n-типа и полупроводник (3) p-типа, и сваренную по меньшей мере с одним электропроводным контактным материалом (4), отличающийся тем, что полупроводники (2, 3) имеют разные размеры.
30. Термоэлектрический элемент по любому из пп.27 или 28, имеющий по меньшей мере одну термопару, содержащую полупроводник (2) n-типа и полупроводник (3) p-типа, и сваренную по меньшей мере с одним электропроводным контактным материалом (4), отличающийся тем, что электропроводный контактный материал (4) окружает конец приваренного полупроводника (2, 3), по меньшей мере частично в радиальном направлении (R) полупроводника.
31. Термоэлектрический элемент по любому из пп.27 или 28, имеющий по меньшей мере одну термопару, содержащую полупроводник (2) n-типа и полупроводник (3) p-типа, и сваренную по меньшей мере с одним электропроводным контактным материалом (4), отличающийся тем, что электропроводный контактный материал (4) сварен с контактной поверхностью приваренного полупроводника (2, 3) в продольном направлении (L)полупроводника.
32. Термоэлектрический элемент по любому из пп.27 или 28, отличающийся тем, что контактный материал (4) состоит из нескольких слоев предпочтительно разных материалов, соединенных друг с другом и/или с соответствующим полупроводником (2, 3).
33. Термоэлектрический элемент по п.32, отличающийся тем, что контактный материал (4) содержит несколько слоев пленок, предпочтительно имеющих покрытие.
34. Термоэлектрический элемент по любому из пп.27, 28 или 33, отличающийся тем, что электропроводный контактный материал (4) покрыт электропроводным материалом.
35. Термоэлектрический элемент по любому из пп.27, 28 или 33, отличающийся тем, что контактный материал (4) имеет полоску или провод по меньшей мере из одного из элементов Ta, W, Mo, Nb, Ti, Cr, Pd, V, Pt, Rh, Re, Cu, Ag, Ni, Fe, Co, Al, In, Sn, Pb, Те, Sb, Bi, Se, S, Au, Zn, Si или Ge пo отдельности или в комбинации с одним или несколькими другими элементами и/или покрыт одним из элементов Ta, W, Mo, Nb, Ti, Cr, Pd, V, Pt, Rh, Re, Cu, Ag, Ni, Fe, Co, Al, In, Sn, Pb, Te, Sb, Bi, Se, S, Au, Zn, Si или Ge по отдельности или в комбинации с одним или несколькими другими элементами.
36. Термоэлектрический элемент по любому из пп.27, 28 или 33, отличающийся тем, что отдельные полупроводники (2, 3) посредством контактного материала (4) электрически соединены последовательно, а термически - параллельно.
37. Термоэлектрический элемент по любому из пп.27, 28 или 33, отличающийся тем, что термоэлектрический элемент содержит несколько термопар, полупроводники (2, 3) которых посредством контактного материала (4) электрически соединены последовательно, а термически - параллельно.
38. Термоэлектрический элемент по любому из пп.27, 28 или 33, отличающийся тем, что полупроводники (2, 3) n-типа и p-типа термопары на одной стороне термоэлектрического элемента электрически соединены друг с другом посредством контактного материала (4), а на противоположной стороне термоэлектрического элемента полупроводник n-типа (2) названной термопары электрически соединен с другим соседним полупроводником p-типа, а полупроводник p-типа (3) названной термопары электрически соединен с другим соседним полупроводником n-типа.
39. Термоэлектрический элемент по п.38, отличающийся тем, что с полупроводники (2, 3) сварены с контактным материалом (4) на одной или обеих сторонах термоэлектрического элемента.
40. Термоэлектрический элемент по любому из пп.27, 28, 33 или 39, отличающийся тем, что между соседними полупроводниками (2, 3) выполнена механическая стабилизация (13).
41. Термоэлектрический элемент по любому из пп.27, 28, 33 или 39, отличающийся тем, что по меньшей мере один из полупроводников (2, 3) содержит материал на основе халькогенида.
42. Термоэлектрический элемент по любому из пп.27, 28, 33 или 39, отличающийся тем, что по меньшей один из полупроводников (2, 3) на одном или обоих концах или торцах имеет по крайней мере один дополнительный слой в качестве диффузионного барьера (10) и/или слоя (11) с хорошей адгезией к подложке и/или слоя для снижения переходного сопротивления (9) относительно контактного материала (4).
43. Термоэлектрический элемент по любому из пп.27, 28, 33 или 39, отличающийся тем, что контактный материал (4) имеет по меньшей мере один дополнительный слой в качестве диффузионного барьера (6, 8) и/или слоя с хорошей адгезией к подложке и/или слоя для снижения переходного сопротивления относительно соответствующего полупроводника (2, 3).
44. Термоэлектрический элемент по любому из пп.27, 28, 33 или 39, отличающийся тем, что он выполнен механически гибким.
45. Термоэлектрический элемент по любому из пп.27, 28, 33 или 39, отличающийся тем, что он представляет собой термоэлектрический генератор или элемент Пельтье, или датчик.