由薄膜温差电材料制造的单层温差电器件和集成化微型温差电器件

摘要

本发明涉及一种由薄膜温差电材料制造的单层温差电器件和集成化微型温差电器件。单层温差电器件是由P型温差电薄膜材料单体和N型温差电薄膜材料单体之间通过电串联或者电并联而成，温差沿着温差电材料薄膜的长度方向建立，具有导电引出装置。集成化微型温差电器件是通过将由薄膜温差电材料制造的单层温差电器件通过它们之间的电串联或者电并联而成的内部具有层状结构的集成化温差电器件；本发明它能够在更小的热流横截面积上集成更多的温差电单体，有利于建立起更大的温差。采用这种结构的温差电池具有更大的比能量，采用这种结构的制冷器可建立起更大的温差，采用这种结构的红外探测器以及测温仪器则具有更高的测量精度。

说明书

                            技术领域

本发明属于温差电技术领域，特别涉及一种由薄膜温差电材料制造的单层温差电器件和集成化微型温差电器件。

                            背景技术

基于温差电效应制备的温差电器件主要有：1)温差电池；2)温差电制冷器；3)温差电红外探测器；4)温差电测温仪。温差电池是将温差转换为电能的温差电器件，它能够利用各种热能进行发电，尤其在低品质热能利用方面优势显著。温差电池的特点是清洁、无噪音、无有害排放、高效可靠、使用寿命长，是一种绿色、环保的物理电源。温差电制冷器则是将电能转换为热能的温差电器件。温差电制冷器的特点是清洁、无噪音、无有害物质排放、高效可靠、使用寿命长。温差电红外探测器以及温差电测温仪则是利用温差电元件的热—电效应进行红外成像以及温度测试的仪器。

现有的温差电器件的结构，一种是采用冶金或者烧结的方法制造的块体温差电材料制造，由这种块状温差电材料制造的温差电器件的温差沿着块状材料的厚度方向建立，造成温差电器件的体积大，效率低，应用受到很大限制；另一种是采用物理气相沉积或者电化学沉积的方法制造的薄膜结构温差电材料制造，由这种薄膜结构温差电材料制造的温差电器件体积小，实现了温差电器件的微型化，但其温差仍然如块体温差电材料那样沿着薄膜的厚度方向建立，由于薄膜材料的厚度在微米尺度，沿微米尺度的薄膜厚度方向很难建立起大的温差，造成温差电器件的效率低下。

本专利提出了一种全新结构的由薄膜温差电材料制造的单层温差电器件和集成化温差电器件。这种全新结构的温差电器件的最大特点，是其温差沿着温差电材料薄膜的长度方向建立，完全解决了目前所大量采用的沿着温差电材料薄膜的厚度方向建立温差所带来的不足。

                            发明内容

本发明提出了一种全新结构的由薄膜温差电材料制造的单层温差电器件和集成化微型温差电器件。

本发明的技术方案如下：

本发明的由薄膜温差电材料制造的单层温差电器件，这种单层温差电器件是由P型温差电薄膜材料单体和N型温差电薄膜材料单体之间通过电串联或者电并联而成，温差沿着温差电材料薄膜的长度方向建立，具有导电引出装置。

所述的导电引出装置是左、右极耳结构或者内连极耳结构，外形呈薄膜状：

具有左、右极耳结构的单层温差电器件由绝缘材料层18、P型温差电薄膜材料单体1、N型温差电薄膜材料单体2、单层层内导电体3、左极耳4、右极耳5构成；

具有内连极耳结构的单层温差电器件由绝缘材料层18、P型温差电薄膜材料单体1、N型温差电薄膜材料单体2、单层层内导电体3、有孔极耳13、无孔极耳15、极耳孔14构成；

所述的单层温差电器件中的单层层内导电体3、左极耳4、右极耳5、有孔极耳13以及无孔极耳15或电绝缘材料层18是由单层材料或二层以上的材料层组成；二层以上材料层的材料、尺寸和形状是相同或不同的；

所述的电绝缘材料层18是有机电绝缘材料或者高分子电绝缘材料或者无机电绝缘材料；

单层层内导电体3、左极耳4、右极耳5、有孔极耳13以及无孔极耳15材质？

由薄膜温差电材料制造的单层温差电器件所集成的集成化微型温差电器件，集成化微型温差电器件是通过将由薄膜温差电材料制造的单层温差电器件通过它们之间的电串联或者电并联而成的内部具有层状结构的集成化温差电器件，其温差沿着温差电材料薄膜的长度方向建立；集成化微型温差电器件的外部结构包括电绝缘导热层6、负极极板8和正极极板9。采用单层结构的导电材料层或者二层以上结构的导电材料层的负极极板8和正极极板9的位置设置在集成化微型温差电器件的一个面或二面上，负极极板8和正极极板9的局部可用电绝缘材料覆盖。

所述的集成化微型温差电器件设置有外封装层19，电绝缘导热层6的表面设置有硬质外壳7。

所述的集成化微型温差电器件内部的单层温差电器件通过各层之间的电串联或者电并联形成集合体：

对由具有左、右极耳结构的单层温差电器件形成的集合体中，相邻的二个单层温差电器件之间是通过位于极耳端面的极耳端面导电连接层10相互连接在一起以实现集合体中各单层温差电器件之间的电串联或者电并联；

对由具有内连极耳结构的单层温差电器件形成的集合体中，各单层温差电器件内部的有孔极耳13和无孔极耳15的位置基本相同，集合体中相邻的二个单层温差电器件之间是通过位于极耳孔内的极耳孔内导电连接层16相互连接在一起以实现集合体中各单层温差电器件之间的电串联或者电并联；

集合体中的各单层温差电器件之间通过电绝缘连接层17结合在一起。

所述的构成集成化微型温差电器件单层层内导电体3的各层导电材料的材质、构成集成化微型温差电器件左极耳4和右极耳5的各层导电材料的材质、构成有孔极耳13、无孔极耳15以及极耳孔内导电连接层16的各层导电材料的材质、构成正极极板9和负极极板8的各层导电材料的材质、构成极耳孔内导电连接层16的各层导电材料的材质、构成极耳端面导电连接层10的各层导电材料的材质均需具有良好的导电性能，各层导电材料的材质可以相同也可以不同，它们可以是导电高分子材料，也可以是金属材料。

所述的电绝缘粘结层17的材质是有机粘结剂，或者是高分子粘结剂，或者是无机粘结剂。所述的外封装层19的材质是有机、无机或者高分子的电绝缘性材料。所述的电绝缘导热层6的材质是有机、无机或者高分子的兼具电绝缘性能和导热性能的材料。

具体详细描述如下：

本发明提出的由薄膜温差电材料制造的单层温差电器件的结构，其温差沿着温差电材料薄膜的长度方向建立。其结构特征是单层温差电器件是由大量P型温差电薄膜材料单体和N型温差电薄膜材料单体之间通过电串联或者电并联而成，具有左、右极耳结构或者内连极耳结构，外形呈薄膜状。具有左、右极耳结构的单层温差电器件由绝缘材料层18、P型温差电薄膜材料单体1、N型温差电薄膜材料单体2、单层层内导电体3、左极耳4、右极耳5构成。具有内连极耳结构的单层温差电器件由绝缘材料层18、P型温差电薄膜材料单体1、N型温差电薄膜材料单体2、单层层内导电体3、有孔极耳13、无孔极耳15、极耳孔14构成。单层温差电器件中的单层层内导电体3、左极耳4、右极耳5、有孔极耳13以及无孔极耳15均可以采用单层的导电材料层结构或者二层以上的导电材料层结构，对于二层以上的导电材料层结构中各层的导电材料层的材质以及材料层的厚度可以相同也可以不同。电绝缘材料层18可以是单层的电绝缘材料层或者二层以上的电绝缘材料层，对于二层以上的电绝缘材料层中的电绝缘材料层的材质以及厚度可以相同也可以不同。左极耳和右极耳的面积和形状可以相同也可以不同，有孔极耳和无孔极耳的面积和形状可以相同也可以不同。P型薄膜温差电材料单体1和N型薄膜温差电材料单体2的形状、面积以及厚度可以相同也可以不同，它们的厚度范围在1～800微米，面积范围在1平方微米～50平方厘米；单层温差电器件的厚度在2～2000微米。

本发明提出的由薄膜温差电材料制造的集成化微型温差电器件的结构，其结构特征是集成化微型温差电器件是通过将大量的具有薄膜结构的单层温差电器件通过各层之间的电串联或者电并联而成的内部具有层状结构的集成化温差电器件，其温差沿着温差电材料薄膜的长度方向建立。集成化微型温差电器件的外部结构包括硬质外壳7、电绝缘导热层6、负极极耳8、正极极耳9、外封装层19；根据需要，外封装层19也可以不要，负极极耳8和正极极耳9的位置可以根据需要设置在集成化微型温差电器件的前、后、左、右四个侧面中的任意一面上或者分别设置在集成化微型温差电器件的前、后、左、右四个侧面中的任意二面上。

集成化微型温差电器件的内部层状结构是由大量单层温差电器件通过各层之间的电串联或者电并联而成的集合体。对由具有左、右极耳结构的大量单层温差电器件形成的集合体中，各单层温差电器件内部的左极耳4和右极耳5的位置根据集成化微型温差电器件内部的各单层温差电器件之间的电串联或者电并联关系而定，它们的位置可以相同，也可以不同，集合体中相邻的二个单层温差电器件之间是通过位于极耳端面的极耳端面导电连接层10相互连接在一起以实现集合体中各单层温差电器件之间的电串联或者电并联。对由具有内连极耳结构的大量单层温差电器件形成的集合体中，各单层温差电器件内部的有孔极耳13和无孔极耳15的位置则基本相同，有孔极耳13和无孔极耳15的位置可以根据需要而定，集合体中相邻的二个单层温差电器件之间是通过位于极耳孔内的极耳孔内导电连接层16相互连接在一起以实现集合体中各单层温差电器件之间的电串联或者电并联。

集合体中的各单层温差电器件之间通过电绝缘连接层17结合在一起，电绝缘粘结层17的厚度范围在0.1～1000微米，

在由大量单层温差电器件通过各层之间的电串联或者电并联而成的集合体的前、后、左、右四个侧面分别设置有外封装层19，负极极板8和正极极板9可以根据需要设置在外封装层19表面的任意位置，负极极板8和正极极板9分别与处于集合体端面上的单层温差电器件的极耳之间实现导电连接，根据需要还可以将负极极板8和正极极板9的局部用电绝缘材料覆盖。负极极板8和正极极板9的作用是用于实现集成化微型温差电器件与外部的电连接，它们均可以采用单层的导电材料层或者二层以上的导电材料层，对于二层以上的导电材料层中各层导电材料层的材质以及厚度可以相同也可以不同。负极极板8和正极极板9可以设置在外封装层19的任意位置，它们的形状和尺寸可以相同也可以不同，其厚度范围在0.1～1000微米。外封装层19的作用是用于保护集成化微型温差电器件，它也可以起到电绝缘的作用，其厚度范围在1～3000微米。

在由大量单层温差电器件通过各层之间的电串联或者电并联而成的集合体的上、下二个端面分别设置有电绝缘导热层6，根据需要在电绝缘导热层6的表面可以设置硬质外壳7也可以不再设置硬质外壳7。电绝缘导热层6的厚度范围在1～3000微米；硬质外壳7的厚度范围在1～3000微米。

构成集成化微型温差电器件的用于实现P型温差电薄膜材料单体1和N型温差电薄膜材料单体2之间电串联或者电并联的单层层内导电体3、左极耳4、右极耳5、有孔极耳13、无孔极耳15、用于实现集成化微型温差电器件与外部电连接的负极极板8和正极极板9、用于实现具有左、右极耳结构的各单层温差电器件之间电串联或者电并联的极耳端面导电连接层10、用于实现具有内连极耳结构的各单层温差电器件之间电串联或者电并联的极耳孔内导电连接层16，它们均可以采用单层的导电材料层或者二层以上的导电材料层，对于二层以上的导电材料层中各层的导电材料层可以相同也可以不同，它们可以是导电高分子材料，也可以是金属材料。

构成集成化微型温差电器件的电绝缘材料层18中的各层电绝缘材料的材质可以相同也可以不同，它们可以是有机电绝缘材料或者高分子电绝缘材料或者无机电绝缘材料。

用于实现各单层温差电器件之间相互粘结为一体的电绝缘粘结层17的材质可以是有机粘结剂，或者是高分子粘结剂，或者是无机粘结剂。

用于保护集成化微型温差电器件并起到电绝缘的作用的外封装层19的材质需具有良好的电绝缘性能，它们的材质可以是有机材料或者高分子材料或者无机材料。

实现使热量能最大限度地进入集成化微型温差电器件的内部并最大限度地在集成化微型温差电器件的内部维持最大的温差的电绝缘导热层6的材质需具有良好的电绝缘性能以及导热性能，它们的材质可以是有机材料或者高分子材料或者无机材料。

本发明的这种新型结构的温差电器件的最大特点，是其温差沿着温差电材料薄膜的长度方向建立，它能够在更小的热流横截面积上集成更多的温差电单体，有利于建立起更大的温差。采用这种结构的微型温差电池具有更大的比能量，采用这种结构的微型温差电制冷器在相同的电流下可建立起更大的温差，采用这种结构的温差电红外探测器以及温差电测温仪器则具有更高的测量精度。

                            附图说明

图1P型温差电薄膜材料单体和N型温差电薄膜材料单体之间通过电串联而成的具有左、右极耳结构的单层温差电器件的立体结构示意图；

图2图1中的单层温差电器件的A剖面结构示意图；

图3P型温差电薄膜材料单体和N型温差电薄膜材料单体之间通过电并联而成的具有左、右极耳结构的单层温差电器件的立体结构示意图；

图4P型温差电薄膜材料单体和N型温差电薄膜材料单体之间通过电串联而成的具有内连极耳结构的单层温差电器件的立体结构示意图；

图5P型温差电薄膜材料单体和N型温差电薄膜材料单体之间通过电并联而成的具有内连极耳结构的单层温差电器件的立体结构示意图；

图6具有左、右极耳结构的各单层温差电器件之间以电串联方式形成集合体的立体结构示意图的正面视图；

图7具有左、右极耳结构的各单层温差电器件之间以电串联方式形成集合体的立体结构示意图的背面视图；

图8具有左、右极耳结构的各单层温差电器件之间以电并联方式形成集合体的立体结构示意图；

图9具有内连极耳结构的各单层温差电器件之间以电串联方式形成集合体的立体结构示意图的正面视图；

图10具有内连极耳结构的各单层温差电器件之间以电串联方式形成集合体的立体结构示意图的背面视图；

图11具有内连极耳结构的各单层温差电器件之间以电并联方式形成集合体的立体结构示意图；

图12由具有左、右极耳结构的各单层温差电器件之间以电串联方式形成的集合体，分别在其前、后二个侧面设置正极极板8和正极极板9的立体结构示意图的正面视图；

图13由具有左、右极耳结构的各单层温差电器件之间以电串联方式形成的集合体，分别在其前、后二个侧面设置正极极板8和正极极板9的立体结构示意图的背面视图；

图14由具有左、右极耳结构的各单层温差电器件之间以电串联方式形成的集合体，在其一个侧面设置正极极板8和正极极板9的立体结构示意图；

图15由具有内连极耳结构的各单层温差电器件之间以电串联方式形成的集合体，分别在其前、后二个侧面设置负极极板8和正极极板9的立体结构示意图的正面视图；

图16由具有内连极耳结构的各单层温差电器件之间以电串联方式形成的集合体，分别在其前、后二个侧面设置负极极板8和正极极板9的立体结构示意图的背面视图；

图17由具有内连极耳结构的各单层温差电器件之间以电串联方式形成的集合体，在其一个侧面设置负极极板8和正极极板9的立体结构示意图；

图18由具有左、右极耳结构的各单层温差电器件之间以电串联方式形成的集合体，在集合体的上、下二个端面分别设置有电绝缘导热层6和硬质外壳7的立体结构正面视图；

图19由具有左、右极耳结构的各单层温差电器件之间以电串联方式形成的集合体，在集合体的上、下二个端面分别设置有电绝缘导热层6和硬质外壳7的立体结构背面视图；

图20对于由具有内连极耳结构的各单层温差电器件之间以电串联方式形成的集合体，在集合体的上、下二个端面分别设置有电绝缘导热层6和硬质外壳7的立体结构正面视图；

图21对于由具有内连极耳结构的各单层温差电器件之间以电串联方式形成的集合体，在集合体的上、下二个端面分别设置有电绝缘导热层6和硬质外壳7的立体结构背面视图；

图22负极极板和正极极板被局部覆盖后的集成化微型温差电器件立体结构图的正面视图；

图23负极极板和正极极板被局部覆盖后的集成化微型温差电器件立体结构图的被面视图。

其中：P型温差电薄膜材料单体1、N型温差电薄膜材料单体2、单层层内导电体3、左极耳4、右极耳5、电绝缘导热层6、硬质外壳7、负极极板8、正极极板9、极耳端面导电连接层10、热端面11、冷端面12、有孔极耳13、极耳孔14、无孔极耳15、极耳孔内导电连接层16、电绝缘连接层17、电绝缘材料层18、外封装层19。

                            具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明：

本发明提出的基于薄膜温差电材料的单层温差电器件是由大量P型温差电薄膜材料单体和N型温差电薄膜材料单体之间通过电串联或者电并联而成，具有左、右极耳结构或者内连极耳结构，外形呈薄膜状。单层温差电器件的温差沿着温差电材料薄膜的长度方向建立。P型温差电薄膜材料单体和N型温差电薄膜材料单体之间通过电串联而成的具有左、右极耳结构的单层温差电器件的立体结构示意图如图1所示，图2为其A剖面的结构示意图，它是由绝缘材料层18、P型温差电薄膜材料单体1、N型温差电薄膜材料单体2、单层层内导电体3、左极耳4、右极耳5组成。P型温差电薄膜材料单体和N型温差电薄膜材料单体之间通过电并联而成的具有左、右极耳结构的单层温差电器件的立体结构示意图如图3所示。P型温差电薄膜材料单体和N型温差电薄膜材料单体之间通过电串联而成的具有内连极耳结构的单层温差电器件的结构示意于图4，它是由绝缘材料层18、P型温差电薄膜材料单体1、N型温差电薄膜材料单体2、单层层内导电体3、有孔极耳13、无孔极耳15、极耳孔14构成。极耳孔14的作用是用于在孔中制备极耳孔内导电连接层16以实现集合体内各单层温差电器件之间的电串联或者电并联。P型温差电薄膜材料单体和N型温差电薄膜材料单体之间通过电并联而成的具有内连极耳结构的单层温差电器件的立体结构示意图如图5所示。单层层内导电体3、左极耳4、右极耳5、有孔极耳13以及无孔极耳15均可以采用单层的导电材料层结构或者二层以上的导电材料层结构，对于二层以上的导电材料层结构中各层的导电材料层的材质以及材料层的厚度可以相同也可以不同。电绝缘材料层18可以是单层的电绝缘材料层或者二层以上的电绝缘材料层，对于二层以上的电绝缘材料层中的电绝缘材料层的材质以及厚度可以相同也可以不同。左极耳和右极耳的面积和形状可以相同也可以不同，有孔极耳和无孔极耳的面积和形状可以相同也可以不同。图1至图5中的电绝缘材料层18、单层层内导电体3、左极耳4、右极耳5、有孔极耳13以及无孔极耳15的结构均采用了二层导电材料层结构。在集成化微型温差电器件内部，P型薄膜温差电材料单体1和N型薄膜温差电材料单体2的形状、面积以及厚度可以相同也可以不同，厚度范围在1～800微米，面积范围在1平方微米～50平方厘米。单层温差电器件的厚度在2～2000微米。

大量具有薄膜结构的单层温差电器件通过各层之间的电串联或者电并联形成集合体。由具有左、右极耳结构的单层温差电器件形成的集合体中，各单层温差电器件内部的左极耳4和右极耳5的位置根据集成化微型温差电器件内部的各单层温差电器件之间的电串联或者电并联关系而定，它们的位置可以相同，也可以不同。由具有内连极耳结构的单层温差电器件形成的集合体中，各单层温差电器件内部的有孔极耳13和无孔极耳15的位置则基本相同，有孔极耳13和无孔极耳15的位置可以根据需要而定。具有左、右极耳结构的各单层温差电器件之间以电串联方式形成集合体的立体结构分别示意于图6、图7。为便于看清集合体内部的结构，图6、图7中没有画出单层温差电器件中的电绝缘材料层18以及实现单层温差电器件各层之间集成化的电绝缘粘结层17。由图6、图7可以看出，集合体是由大量具有左、右极耳结构的单层温差电器件、实现各单层温差电器件层与层之间连接的电绝缘粘结层17、实现各单层温差电器件层与层之间电串联的极耳端面导电连接层10构成。集合体中每二个相邻单层温差电器件之间通过极耳端面导电连接层10进行连接，以实现各单层温差电器件层与层之间的电串联或者电并联。具有左、右极耳结构的各单层温差电器件之间以电并联方式形成集合体的立体结构示意于图8。为便于看清集合体内部的结构，图8中也没有画出单层温差电器件中的电绝缘材料层18以及实现单层温差电器件各层之间集成化的电绝缘粘结层17。具有内连极耳结构的各单层温差电器件之间以电串联方式形成集合体的立体结构分别示意于图9、图10。为便于看清集合体内部的结构，图9、图10中也没有画出单层温差电器件中的电绝缘材料层18以及实现单层温差电器件各层之间集成化的电绝缘粘结层17。由图9、图10可以看出，集合体是由大量单层温差电器件、实现各单层温差电器件层与层之间连接的电绝缘粘结层17、实现各单层温差电器件层与层之间电串联的极耳孔内导电连接层16构成。集合体中每二个相邻单层温差电器件之间通过极耳孔内导电连接层16将相邻的二个单层温差电器件连接在一起，实现各单层温差电器件层与层之间的电串联或者电并联。具有内连极耳结构的各单层温差电器件之间以电并联方式形成集合体的立体结构示意于图11，为便于看清集合体内部的结构，图11中也没有画出单层温差电器件中的电绝缘材料层18以及实现单层温差电器件各层之间集成化的电绝缘粘结层17。位于各单层温差电器件层与层之间的电绝缘粘结层17的作用是将各单层温差电器件粘结为一体，实现大量单层温差电器件之间的集成化。电绝缘粘结层17的厚度范围在0.1～1000微米。

在由大量单层温差电器件通过各层之间的电串联或者电并联形成的集合体的前、后、左、右四个侧面分别设置有外封装层19，负极极板8和正极极板9可以根据需要一起设置在集合体的已经设置了外封装层的前、后、左、右四个侧面中的任何一个侧面上或者分别设置在其中的任何二个不同的侧面上；负极极板8和正极极板9分别与处于集合体二个端面上的单层温差电器件的极耳之间实现导电连接。对于由具有左、右极耳结构的各单层温差电器件之间以电串联方式形成的集合体，分别在其前、后二个侧面设置正极极板8和正极极板9的立体结构示意于图12，图13为其立体结构的背面示意图；仅在集合体的一个侧面设置负极极板8和正极极板9的立体结构示意于图14。对于由具有内连极耳结构的各单层温差电器件之间以电串联方式形成的集合体，分别在其前、后二个侧面设置负极极板8和正极极板9的立体结构的正面示意于图15，图16为其立体结构的背面示意图；仅在集合体的一个侧面设置负极极板8和正极极板9的立体结构示意于图17。负极极板8和正极极板9的作用是用于实现集成化微型温差电器件与外部的电连接，它们均可以采用单层的导电材料层或者二层以上的导电材料层，对于二层以上的导电材料层中各层导电材料层的材质以及厚度可以相同也可以不同。负极极板8和正极极板9可以设置在外封装层19的任意位置，它们的形状和尺寸可以相同也可以不同，其厚度范围在0.1～1000微米。外封装层19的作用是用于保护集成化微型温差电器件，它也可以起到电绝缘的作用，其厚度范围在1～3000微米。

在由大量单层温差电器件通过各层之间的电串联或者电并联形成的集合体的前、后、左、右四个侧面分别设置了外封装层19、负极极板8、正极极板9之后，再在其上、下二个端面分别设置电绝缘导热层6，在电绝缘导热层6的表面可以设置硬质外壳7也可以不再设置硬质外壳7，由此构成集成化微型温差电器件的完整结构。这种集成化微型温差电器件的温差沿着图18、图19中的箭头11和箭头12的方向建立，也就是沿着单体温差电器件中的P型和N型温差电材料薄膜的长度方向建立。对于由具有左、右极耳结构的各单层温差电器件之间以电串联方式形成的集合体，在集合体的上、下二个端面分别设置有电绝缘导热层6和硬质外壳7的立体结构示意于图18，图19为其立体结构的背面示意图。对于由具有左、右极耳结构的各单层温差电器件之间以电串联方式形成的集合体，在集合体的上、下二个端面分别设置有电绝缘导热层6和硬质外壳7的立体结构示意于图18，图19为其立体结构的背面示意图。对于由具有内连极耳结构的各单层温差电器件之间以电串联方式形成的集合体，在集合体的上、下二个端面分别设置有电绝缘导热层6和硬质外壳7的立体结构示意于图20，图21为其立体结构的背面示意图。根据需要，还可以将设置在集成化微型温差电器件侧面上的负极极板8和正极极板9的局部用电绝缘材料覆盖，局部覆盖后的集成化微型温差电器件的立体结构示意于图22，图23为其立体结构的背面示意图。电绝缘导热层6的作用是使热量能最大限度地进入集成化微型温差电器件的内部，并最大限度地在集成化微型温差电器件的内部维持最大的温差，其厚度范围在1～3000微米。硬质外壳7的作用是保护电池主体，同时实现与环境的热交换。所以要求其有一定的机械强度及良好的导热性，其厚度范围在1～3000微米。

构成集成化微型温差电器件单层层内导电体3的各层导电材料的材质、构成集成化微型温差电器件左极耳4和右极耳5的各层导电材料的材质、构成有孔极耳13、无孔极耳15以及极耳孔内导电连接层16的各层导电材料的材质、构成正极极板9和负极极板8的各层导电材料的材质、构成极耳孔内导电连接层16的各层导电材料的材质、构成极耳端面导电连接层10的各层导电材料的材质需具有良好的导电性能，它们的材质以及各层导电材料的材质可以相同也可以不同，它们可以是导电高分子材料，也可以是金属材料。

构成集成化微型温差电器件电绝缘材料层18中的各层电绝缘材料的材质可以相同也可以不同，它们可以是有机电绝缘材料或者高分子电绝缘材料或者无机电绝缘材料。

电绝缘粘结层17的材质可以是有机材料粘结剂，或者是高分子材料粘结剂，或者是无机材料粘结剂。

外封装层19的材质需具有良好的电绝缘性能，它们的材质可以是有机材料或者高分子材料或者无机材料。

电绝缘导热层6的材质需具有良好的电绝缘性能以及导热性能，它们的材质可以是有机材料或者高分子材料或者无机材料。

本发明提出薄膜温差电材料的单层温差电器件和集成化微型温差电器件，已通过实施例进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明的内容、精神和范围内对本文所述的内容进行改动或适当变更与组合，来实现本发明。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本实用新型精神、范围和内容中。