热电子模块、热电器件和可穿戴设备的制作方法

1.本技术涉及电子器件领域，尤其涉及热电子模块、热电器件和可穿戴设备。


背景技术：

2.热电材料是一种能将热能和电能相互直接转换的功能材料，以半导体材料为主，具有小巧轻便、使用寿命长等优点。如果热电材料两端存在温差，就能够将热能转换为电能，该效应称为塞贝克效应(seebeck effect)。而如果给热电材料通入电流，则热电材料两端会产生一定的温差，可以用来加热或制冷，实现精准温度控制，该效应称为帕尔帖效应(peltier effect)。
3.利用热电材料可制作热电器件。作为示例，若热电器件用于发电，通常可称为热电发电机(thermoelectric generator，teg)。若热电器件用于温度控制，则通常可称为热电制冷(thermoelectric cooler，tec)。热电器件中的最小单元为一对热电偶，包括一个p型热电材料以及n型热电材料。通过将不同的热电偶之间的导电材料连接可实现多个热电偶的串联和并联，扩大输出功率能力。
4.近些年随着可穿戴设备的兴起，利用人体与环境温差的基于半导体热电的能量收集技术受到了越来越多的关注。例如，智能手表、智能腕带等设备可利用人体温度和环境温度之间的温差来产生电能。但传统的热电器件和系统大多都是面对工业应用的，与基于人体的可穿戴应用存在较大区别。其中一个典型的问题是，工业化设计器件尺寸较大且外形刚性，不能形成有效热传导。


技术实现要素：

5.本技术提供一种热电子模块、热电器件以及可穿戴设备，能够提高热传导效率。
6.第一方面，提供了一种热电子模块，包括热电单元，所述热电单元用于实现热能和电能之间的转换，所述热电单元包括：导热胶层、绝缘膜层以及发电单元；其中，所述发电单元包括电极层、p型热电臂和n型热电臂，所述p型热电臂和所述n型热电臂通过所述电极层串联连接；所述绝缘膜层与所述导热胶层在所述电极层的第一表面上被依次堆叠设置，所述第一表面为所述电极层背离所述p型热电臂和所述n型热电臂的表面；所述导热胶层用于导通所述热电单元与所述热电子模块的外壳之间的热能。
7.通过在热电子模块的外壳和绝缘膜层之间设置导热胶层，可以提高外壳和绝缘膜层之间的导热效率，提高热传导性能，从而提高热电子模块的性能。
8.另外，热电单元为模式化设计，每个热电单元中设置有导热胶层、绝缘膜层以及发电单元，模块化的特征使得热电器件能够根据人体身高特征差异来调节系统中的模块数量，从而具有比较高的可维护性以及穿戴舒适性。
9.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述p型热电臂和所述n型热电臂之间设置有低热导率材料。
10.在p型热电臂和n型热电臂之间填充有低热导率材料，这样可以有效阻隔空气对
流，减低由于空气流动产生的热损，提升系统的发电能力，并提高热电子模块的机械强度。
11.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述发电单元中包括至少一个所述p型热电臂和至少一个所述n型热电臂；其中，所述p型热电臂与所述n型热电臂呈竖直方向放置，所述电极层设于所述p型热电臂和所述n型热电臂的上端和下端，所述竖直方向与热电子模块的前表面以及左侧面之间的交线平行。
12.每个热电子模块中设置有一个或多个p型热电臂以及n型热电臂，能够增加单个热电子模块的发电功率。
13.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述至少一个p型热电臂和所述至少一个n型热电臂被间隔设置。
14.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述热电子模块的外壳包括以下至少一项：金属外壳、陶瓷外壳。
15.热电单元的上层和下层设置有金属外壳，以便于实现良好导热和保护热电单元的作用。
16.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述热电子模块还包括至少一个连接模块，其中，所述连接模块设于所述热电单元的至少一侧，所述连接模块与所述热电单元之间存在电气连接。
17.通过对热电器件中的热电子模块进行模块化设计，以便于热电子模块之间通过连接模块连接，由于连接位置位于连接模块而并非在热电材料上，因此不会占据热电材料的表面积，能够在不影响热电器件的性能的情况下，实现热电子模块之间的局部刚性而整体柔性的连接，能够更好的兼顾系统可靠性以及可穿戴场景紧密贴合不规则人体的需求。
18.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述热电子模块的上表面和下表面分别用于接触冷源和热源，所述至少一个连接模块设置于所述热电子模块的左侧或右侧。
19.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述p型热电臂和所述n型热电臂用于通过所电极层与所述连接模块实现电气连接。
20.p型热电臂和所述至少一个n型热电臂还用于通过电极层与连接模块实现电气连接，以便于连接件实现热电子模块之间的电气连接。
21.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述热电单元在第一方向上的长度大于任意一个所述连接模块的长度，所述第一方向与所述热电子模块的上表面和侧面之间的交线平行，所述热电子模块的上表面用于与热源或冷源相接触，所述热电子模块的侧面与其它热电子模块相邻。
22.热电单元在第一方向上的长度大于两侧连接模块的长度，这样能够增大热电单元的表面积，提升发电能力。并且连接件可以嵌入由于上述长度差异所形成的凹部中，从而可以增加机械连接的牢固度。
23.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述连接模块的材料为低热导率材料。
24.连接模块可以由低热导率材料构成，以减少散热，从而减少热电子模块工作时的损耗。
25.第二方面，提供了一种热电器件，所述热电器件包括多个如第一方面或第一方面中的任一种可能的方式中热电子模块；多个连接件，所述多个连接件通过连接所述多个热电子模块中的连接模块，以实现所述多个热电子模块之间的机械连接和电气连接。
26.通过对热电器件中的热电子模块进行模块化设计，使得热电子模块之间通过连接件以及连接模块连接，由于连接位置位于连接模块而并非在热电材料上，因此不会占据热电材料的表面积，能够在不影响热电器件的性能的情况下，实现热电子模块之间的局部刚性而整体柔性的连接，能够更好的兼顾系统可靠性以及可穿戴场景紧密贴合不规则人体的需求。
27.结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述连接件中设置有连接导线，用于实现两个相邻的所述热电子模块之间的电气连接。
28.结合第二方面，在一种可能的实现方式中，任意两个相邻的所述热电子模块之间设置有两个所述连接件，所述两个连接件分别设置于所述两个相邻的热电子模块的前侧和后侧。
29.结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述连接件和所述热电子模块之间通过固定件连接，所述固定件为螺母，所述连接模块中设置有与所述螺母对应的螺栓。
30.结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述连接件和所述热电子模块之间通过固定件连接，所述固定件为螺钉，所述连接模块中设置有与所述螺钉对应的螺纹。
31.第三方面，提供了一种可穿戴设备，包括如第二方面或第二方面中的任一种可能的实现方式中所述的热电器件以及功能模块，所述热电器件用于为所述功能模块供电。
32.结合第三方面，在一种可能的实现方式中，所述功能模块包括电路模块和/或蓄电池。
33.结合第三方面，在一种可能的实现方式中，所述可穿戴设备还包括卡扣装置，所述卡扣装置用于将所述多个热电子模块连接为环状。
34.第四方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括如第一方面或第一方面中的任一种可能的实现方式中所述的热电子模块或者如第二方面或第二方面中的任一种可能的实现方式中的热电器件。
35.第五方面，提供了一种热电系统，该热电系统中包括如第一方面或第一方面中的任一种可能的实现方式中所述的热电子模块或者如第二方面或第二方面中的任一种可能的实现方式中的热电器件。
附图说明
36.图1是本技术一实施例的热电器件100的工作原理示意图。
37.图2是本技术一实施例的热电器件100的应用场景的示意图。
38.图3是本技术一实施例的热电器件200的局部的俯视图。
39.图4是本技术一实施例的热电子模块210的正视图。
40.图5是图4的热电子模块210在0
‑0’
的横截面图。
41.图6是本技术一实施例的热电子模块210的正视图。
42.图7是图6中的热电子模块210在1
‑1’
横截面图。
43.图8是本技术一实施例的热电子模块210的详细示意图。
44.图9是图8中的热电子模块210在2
‑2’
方向上的横截面图。
45.图10是图8中的热电子模块210在3
‑3’
方向上的横截面图。
46.图11是图8中的热电子模块210在4
‑4’
方向上的横截面图。
47.图12是本技术一实施例的热电子模块210与连接件220的连接方式的示意图。
48.图13是本技术一实施例的热电子模块210的结构示意图。
49.图14是图13的热电子模块210与连接件220的连接方式示意图。
50.图15是本技术又一实施例的热电子模块210与连接件220的连接方式示意图。
51.图16是本技术一实施例的连接件220采用螺栓
‑
螺母的固定方式的示意图。
52.图17是本技术一实施例的连接件220采用螺钉
‑
螺纹的固定方式的示意图。
53.图18是本技术一实施例的可穿戴设备400在延展状态下的示意图。
54.图19是本技术一实施例的可穿戴设备400在闭合连接状态下的示意图。
具体实施方式
55.下面将结合附图，对本技术中的技术方案进行描述。
56.为了便于理解，首先描述热电器件的工作原理。
57.图1是本技术一实施例的热电器件100的工作原理示意图。该热电器件100可用于将热能转换为电能。如图1所示，热电器件100中的最小单元为一对热电偶。一对热电偶包括一个p型半导体热电材料101和n型半导体热电材料102，也可分别简称为p型热电材料101和n型热电材料102。p型热电材料101的第一端和n型热电材料102的第一端通过导电材料相连，并作为热电偶的一个端子，这个端子用t1表示。p型热电材料101的第二端和n型热电材料102的第二端通过不同的导电材料引出两个端子，这两个端子可分别表示为t
2p
和t
2n
，或者这两个端子也可以统称为t2。上述导电材料可以为金属导体，例如铜。
58.通过将多个热电偶之间的t
2p
端和t
2n
端相连，可实现多个热电偶之间的串联或并联，以扩大热电器件的输出功率能力。例如，将一个热电偶的t
2p
端与相邻热电偶的t
2n
端相连，则可以将这两个热电偶串联在一起。导电材料外部可与金属化陶瓷基板相连，最终构成热电器件。作为示例，上述金属化陶瓷基板可以包括氧化铝(al2o3)或氮化铝(aln)。
59.应理解，在一些示例中，上述p型半导体热电材料101和n型半导体热电材料102也可以分别称为p型热电臂和n型热电臂。
60.接下来描述热电器件的发电原理，将热电偶的t1端和t2端分别与热源、冷源相连。其中，冷源和热源是相对而言的。冷源和热源之间的温度差异驱动热电材料中的载流子进行定向迁移，在t
2p
端和t
2n
端之间连接有负载的情况下，将产生电流。电流方向与冷源、热源的方向具有一定相关性。如图1所示，若上冷下热，则电流方向为从左向右。若热电偶下冷上热，则电流方向为从右向左。
61.如前文所述，近些年随着可穿戴设备的兴起，利用人体与环境温差的基于半导体热电材料的能量收集技术受到了越来越多的关注。但传统的热电器件和系统大多都是面对工业应用的，与基于人体的可穿戴应用存在较大区别。
62.例如，主要区别包括如下几项：传统热电器件采用陶瓷基板进行封装，起到支撑和固定作用，而陶瓷基板热阻产生的损耗在低温差场景显得更为关键，而为热电器件的损耗带来更大影响；热电臂之间是空的，存在气流产生额外热损；工业化设计器件尺寸较大且外形刚性，与人体不规则表面贴合效果较差，不能形成有效热传导。
63.基于上述问题，业界提出多种解决方案。例如，在一种可穿戴的热电器件的设计方案中，可以在p型和n型热电材料中间穿孔，然后采用固定结构穿过热电材料使其固定，该固
定结构的两端再与外部的聚合物铰链进行固定，并在上方集成铜制散热器，形成一个模块化热电单元。最后可通过外部的聚合物铰链将多个模块化热电单元连接，形成一个长的柔性链装热电系统。这种方案的特点是整体柔性，局部刚性，能够对热电材料形成较好的支撑，同时保证整体热电系统与不规则人体表面的贴合。
64.但是，该方案也存在一些缺点，例如，由于需要在热电材料穿孔，加工过程有可能导致热电材料碎裂，从而增加材料报废率；热电材料穿孔会导致横截面积降低从而增大电阻而降低发电能力；对热电系统来说，热电材料表面积占比不高，将影响发电能力；采用的连接件数量太多，同样会导致系统的可靠性问题。
65.因此，为了解决上述问题，本技术实施例提供了一种热电子模块、热电器件以及可穿戴设备，该热电子模块中包括模块化的热电单元，能够提高热电子模块的热传导率。进一步地，该热电子模块中还设置有连接模块，多个热电子模块通过连接件相连，可形成整体柔性，局部刚性的系统结构，能够兼容热电材料刚性本质和不规则人体表面表贴的需求。与现有方案相比，本技术的方案可以减少连接件数量，并且避免对热电材料进行打孔操作，提升发电能力。
66.接下来将结合附图，介绍本技术实施例的热电器件以及可穿戴设备。
67.图2是本技术一实施例的热电器件100的应用场景的示意图。如图2所示，热电器件100可设置于可穿戴设备400中，可穿戴设备400佩戴于人体表面。例如，可作为智能手表智能手环佩戴于人体的手腕处。可穿戴设备400中可包括热电器件400、电能变换系统以及功能模块。上述功能模块可包括蓄电池和/或电路模块。作为示例而非限定，上述电路模块可包括处理器、显示模块或通讯模块等。
68.热电器件100可用于实现从热能向电能的转换，图2中示出了热能的流向以及电能的流向。通常情况下，人体温度高于环境温度，因此人体作为热源，不断向环境释放热能，将热电器件置于人体向环境散热的热路之上，则根据热电材料的塞贝克效应(seebeck effect)将产生电能。热电器件将产生的电能输出至电能变换系统进行升压调节，能够向可穿戴设备中的其它模块，例如蓄电池或电路模块，直接供电。
69.图3是本技术一实施例的热电器件200的局部的俯视图。如图3所示，热电器件200中包括多个热电子模块210以及多个连接件220。
70.其中，每个热电子模块210中包括热电单元211和两个连接模块213，热电子模块210中包含热电材料，以实现热能和电能之间的转换。所述两个连接模块213分别设置于热电单元211的左右两侧，每个连接模块213中设置有固定件连接点(图中未示出)和连接导线连接点(图中未示出)，所述连接导线连接点和所述热电单元211之间存在电气连接。
71.上述多个连接件220用于实现所述多个热电子模块210的机械连接和电气连接，其中，每个连接件220设置于两个相邻的热电子模块210之间，并通过固定件(图中未示出)与相邻的热电子模块210中的固定件连接点相连，每个连接件220中还设置有连接导线221，所述连接导线221用于和相邻的热电子模块210中的连接导线连接点相连。
72.作为示例，如图3所示，每两个相邻的热电子模块210之间可以通过两个独立的连接件220实现机械和电气两个维度的串联，并最终形成模块化的扩展结构。例如，可以将多个热电子模块210串联形成智能手表或手环的腕带形式，并实现电气串联。
73.应理解，图3中的热电器件200仅仅作为示例而非限定，例如，每两个相邻的热电子
模块210之间也可以通过一个连接件220或者两个以上的连接件220实现机械和电气两个维度的串联，只要连接件220能够实现热电子模块之间的机械连接和电气连接即可。
74.应理解，在本技术实施例中，热电子模块210的上方和下方可以分别指冷源和热源的方向。例如，热电子模块210的上表面可以指热电子模块210和环境接触的表面，热电子模块210的下表面可以指热电子模块210和人体接触的表面。热电子模块210的左侧和右侧分别用于和相邻的热电子模块210相连。热电子模块210的前表面的方向可作为正视图的方向(见下图6)。
75.在图3中，热电子模块210朝向读者的面可以指热电子模块210的上表面。为了便于理解，本技术实施例在附图中将标识出第一方向x和第二方向y，第一方向x为与热电子模块210的前表面垂直的方向，第二方向y为与热电子模块210的上表面垂直的方向。
76.或者说，上述第一方向x与热电子模块210的上表面以及左侧面(或右侧面)之间的交线平行。上述第二方向y与热电子模块210的前表面以及左侧面(或右侧面)之间的交线平行。其中，左侧面和右侧面可以统称为侧面。
77.图4和图5是本技术一实施例的热电子模块210的正视图和横截面图。其中，图5为图4中的0
‑0’
方向的横截面图。如图4所示，该热电子模块210中包括热电单元211，所述热电单元211用于实现热能和电能之间的转换。
78.所述热电单元211包括：导热胶层(21，31)、绝缘膜层(23，33)以及发电单元218。其中，所述发电单元218包括电极层(25，35)、p型热电臂和n型热电臂，所述电极层(25，35)设于所述p型热电臂和所述n型热电臂的两端，用于实现所述p型热电臂和所述n型热电臂之间串联连接。
79.所述绝缘膜层(23，33)与所述导热胶层(21，31)在所述电极层(25，35)的第一表面上依次堆叠设置，所述第一表面为所述电极层(25，35)背离所述p型热电臂和所述n型热电臂的表面。
80.所述导热胶层(21，31)用于导通所述热电单元与所述热电子模块210的外壳之间的热能。
81.在本技术实施例中，通过在热电子模块210的外壳和绝缘膜层(22，33)之间设置导热胶层(21，31)，可以提高外壳和绝缘膜层(22，33)之间的导热效率，提高热传导性能，从而提高热电子模块210的性能。
82.在一些示例中，发电单元包括多个p型热电臂和多个n型热电臂，从而增加单个热电子模块210的功率。
83.在一些示例中，电极层(25，35)包括第一电极层25和第二电极层35，并分别设置于p型热电臂和多个n型热电臂的两端，以实现p型热电臂和多个n型热电臂之间的串联连接。
84.在一些示例中，多个p型热电臂和多个n型热电臂呈竖直方向放置，电极层(25，35)设于p型热电臂和n型热电臂的上端和下端。所述竖直方向即第二方向y。在一些示例中，如图5所示，在发电单元中，多个p型热电臂和和多个n型热电臂呈多排多列设置。
85.在一些示例中，p型热电臂和n型热电臂具有端面和侧面，其中，端面可以指热电臂与发电层(25，35)接触的两端的平面。侧面是指热电臂与其它热电臂相邻的表面。
86.可选地，p型热电臂和n型热电臂所在的层也可以称为发电层30。
87.应理解，在一些示例中，如图4所示，所述热电子模块210中，绝缘膜层(23，33)与所
述导热胶层(21，31)在发电单元218的上方和下方呈对称分布。
88.可选地，上述热电子模块的外壳包括以下任意一项，金属外壳、陶瓷外壳。或者热电子模块的外壳还可以采用其它材料构成。
89.可选地，所述热电子模块210的外壳可以和所述热电单元211呈一体化制造完成，或者也可以分开制作成型，然后再组装在一起。
90.若热电子模块210的外壳和所述热电单元211呈一体化制造完成，则由于导热胶层(21，31)可以更紧密地贴合外壳，因此能够进一步地提高外壳和绝缘膜层(22，33)之间的导热效率，从而提高热电子模块的性能。
91.在本技术实施例中，还进一步地对热电子模块进行模块化设计，在热电子模块中设置连接模块，使得热电子模块之间通过连接件以及连接模块连接，由于该连接方式未占据热电材料的表面积，能够在不影响热电器件的性能的情况下，实现热电子模块之间的局部刚性而整体柔性的连接，能够更好的兼顾系统可靠性以及可穿戴场景紧密贴合不规则人体的需求，并且考虑了表带或腕带的实现方式，能够有效增大发电面积。
92.接下来将继续介绍热电子模块210和连接件220的内部结构。
93.图6和图7分别是本技术一实施例的热电子模块210的正视图和横截面图。其中，图7为图6中的1
‑1’
方向的横截面图。如图6和图7所示，热电子模块210中包括热电单元211、至少一个连接模块213以及外壳215。其中，热电单元211中包括热电材料，为热电子模块210的主体。热电材料可以包括p型热电臂和n型热电臂。外壳215设置于热电单元211的上层和下层，与热电单元211形成三明治结构。至少一个连接模块213可位于热电单元211的左侧或右侧。
94.其中，上述热电子模块210的上侧和下侧可分别用于接触热源和冷源，例如，可分别用于接触环境和人体表面。
95.应理解，在一些示例中，热电子模块210中通常包括两个连接模块213，并分别设置于热电单元211的左侧和右侧，以用于和其它热电子模块210相连。在一些示例中，若热电子模块211位于边缘的位置，则可以仅包括一个连接模块213，并设置于热电单元211的左侧和右侧。或者，在一些示例中，出于量化生产的考虑，热电子模块211虽然设置于边缘位置，但仍然包括两个连接模块213。
96.在一些示例中，热电单元211的与连接模块213以粘接模式相连。连接模块213可以由低热导率材料构成，以减少散热，从而减少热电单元211工作时的损耗。
97.在一些示例中，连接模块213中可以设置有固定件连接点以及连接导线连接点。固定件连接点可用于热电子模块210和连接件220之间的机械固定。而连接导线连接点可用于相邻的热电子模块210之间的电气连接。
98.可选地，外壳215可以覆盖连接模块213，也可以不覆盖连接模块213，本技术实施例对此不作限定，只要外壳213覆盖热电单元211即可。其中，图6中以外壳215覆盖连接模块213为例进行描述。
99.在一些示例中，上述外壳215为金属外壳，例如，上述外壳215可以采用不锈钢材料。
100.图8是本技术一实施例的热电子模块210的详细示意图。如图8所示，热电单元211中从上到下分别包括第一导热胶层21、第一绝缘膜层23、第一电极层25、发电层30、第二电
极层35、第二绝缘膜层33和第二导热胶层31。其中，第一导热胶层21和第二导热胶层31与外壳215接触。
101.应理解，在本技术实施例中，热电子模块210的上方和下方可以分别指冷源和热源的方向。例如，热电子模块210的上方可以指热电子模块210和环境接触的表面，热电子模块210的下方可以指热电子模块210和人体接触的表面。
102.其中，发电层30中包括一个或多个p型热电臂以及一个或多个n型热电臂，热电臂之间的间隙可填充低热导率材料，从而减少热电器件的损耗。p型热电臂以及n型热电臂的工作原理已在前文中描述，此处不再赘述。
103.绝缘膜层(23，33)的作用为实现外壳215和电极层(25，35)之间的绝缘。导热胶层(21，31)的作用为填充外壳215和绝缘膜层(23，33)之间的空隙，实现更好的接触，以保证有效热传导。
104.两侧的连接模块213中还设置有固定件连接点22和连接导线连接点24。连接导线连接点24可通过电极层(25，35)与热电单元211实现电气连接。作为示例，p型热电臂和n型热电臂可通过第二电极层35与连接导线连接点24相连。
105.在一些示例中，上述导热胶层(21,31)可以采用导热硅胶。绝缘膜层(23，33)可以采用环氧树脂。绝缘膜层(23，33)的厚度可以在10微米(μm)以下。
106.在一些示例中，上述电极层(25，35)可以为铜电极，厚度范围为5～10μm。可选地，电极层(25，35)中还可以增加磁控溅射层，磁控溅射层的材料可采用镍(ni)或者钛(ti)。
107.在一些示例中，上述n型热电臂和p型热电臂可以采用碲化铋基热电材料。用于填充热电臂的间隙的低热导率材料可以为环氧树脂，或者也可以为环氧树脂和玻璃微珠的混合物。
108.在一些示例中，上述连接模块213也可以采用低热导率材料，例如，可以采取环氧树脂材料或工程塑料，作为示例，连接模块213采用的材料的热导率通常应小于1瓦/(米
·
开尔文)(w/(m
·
k))，典型值为0.5w/(m
·
k)。
109.图9是图8中的热电子模块210在2
‑2’
方向上的横截面图。图9示出了发电层30，如图9所示，发电层30中可设置有多个p型热电臂以及多个n型热电臂。作为示例，p型热电臂和n型热电臂可以呈多排多列排布并且间隔分布。p型热电臂和n型热电臂之间填充有低热导率材料。
110.在本技术实施例中，在p型热电臂和n型热电臂之间填充有低热导率材料，这样可以有效阻隔空气对流，减低由于空气流动产生的热损，提升系统的发电能力，并增加热电子模块的机械强度。另外，每个热电子模块210中可设置有多个p型热电臂以及多个n型热电臂，能够增加单个热电子模块的发电功率。
111.图10是图8中的热电子模块210在3
‑3’
方向上的横截面图。图11是图8中的热电子模块210在4
‑4’
方向上的横截面图。其中，图10中示出了第一电极层25，图11中示出了第二电极层35。为了便于理解本技术的方案，图10和图11中还示出了发电层30。由图10和图11可见，发电层30中的p型热电臂和n型热电臂通过第一电极层25以及第二电极层35相连，使得发电层30中的p型热电臂和n型热电臂呈串联连接。p型热电臂和n型热电臂还通过第二电极层35与连接导线连接点24相连。
112.应理解，图10和图11中的连接关系仅为示例，通过改变第一电极层25和第二电极
层35的连接方式，发电层30中的p型热电臂和n型热电臂也可以呈并联连接，或者也可以实现其它连接方式。
113.图12是本技术一实施例的热电子模块210与连接件220的连接方式的示意图。图12为俯视图，如图12所示，相邻的热电子模块210可通过两个连接件220相连。两个连接件220可分别位于热电子模块210前侧和后侧。热电子模块210和连接件220之间可通过固定件230固定。作为示例，热电子模块210中的连接模块和连接件220上均设置有固定件连接点，固定件230可通过固定件连接点将热电子模块210和连接件220连接在一起。
114.连接件220内部还设置有连接导线221，连接导线221用于连接相邻的热电子模块210中的连接导线连接点，从而实现热电子模块210之间的电气连接。
115.将多个热电子模块210通过连接件220串联在一起，则可以形成可穿戴设备，例如，智能手环、智能手表等。
116.应理解，图12中的连接方式仅仅作为示例而非限定，例如，每两个相邻的热电子模块210之间也可以通过一个连接件220或者两个以上的连接件220实现机械和电气两个维度的串联，只要连接件220能够实现热电子模块210之间的机械连接和电气连接即可。
117.在本技术实施例中，热电子模块和连接件之间通过固定件固定，由于固定件连接点设置在热电子模块中的连接模块之上，而并非在热电材料上，因此不会占据热电材料的表面积，能够在不影响热电器件的性能的情况下，实现热电子模块之间的柔性连接。
118.图13是本技术一实施例的热电子模块210的结构示意图。图13为俯视图，如图13所示，作为示例，在第一方向x上，热电单元211的长度可以大于两侧的连接模块213的长度，其中，所述第一方向x垂直于所述热电子模块210的前表面或后表面，这样能够增大热电单元211的表面积，提升发电能力。
119.图14是图13的热电子模块210与连接件220的连接方式示意图。如图14所示，在热电单元211的长度大于两侧的连接模块213的长度的情况下，连接件220可以嵌入由于上述长度差异所形成的凹部中，从而可以增加机械连接的牢固度。
120.图15是本技术又一实施例的热电子模块210与连接件220的连接方式示意图。如图15所示，连接模块213也可以包括设置在热电单元211前侧和后侧的两个子模块，这两个子模块可以在热电子模块210的侧边形成一个凹部，以便于嵌入连接件220，从而可以增加机械连接的牢固度。在这种情况下，每两个相邻的热电子模块210之间可以只设置一个连接件220。
121.应理解，本技术实施例中的连接模块213的具体形状并不限于上述枚举的例子，也可以在上述例子的基础上进行适当的变形，均落入本技术的保护范围。
122.可选地，本技术实施例对连接件和热电子模块之间的固定方式有多种实现方式。例如，可以采用螺栓
‑
螺母的固定方式或螺钉
‑
螺纹的固定方式。或者，也可以采取其它固定方式，本技术实施例对此不作限定。
123.图16是本技术一实施例的连接件220采用螺栓
‑
螺母的固定方式的示意图。图16为俯视图，其中，固定件230可以指图16中的螺栓，热电子模块210中的固定件连接点22可以指图16中的螺母，连接件220中的固定件连接点可以指图16中的孔洞，以便于固定件230穿过。
124.图17是本技术一实施例的连接件220采用螺钉
‑
螺纹的固定方式的示意图。图17为俯视图，其中，固定件可以指图17中的螺钉，热电子模块中的固定件连接点可以指图17中的
螺纹，连接件中的固定件连接点可以指图17中的孔洞，以便于固定件穿过。
125.图18是本技术一实施例的可穿戴设备400在延展状态下的示意图。图18为俯视图，如图18所示，该可穿戴设备400中包括热电子模块210、连接件220、电路模块、蓄电池以及卡扣装置260。多个热电子模块210通过两端的连接件220串联，并与可穿戴设备400中的电路模块以及蓄电池通过连接件220中的连接导线221形成电气连接。在可穿戴设备400的两端可以设置有卡扣装置260。所述卡扣装置260可包括卡扣a和卡扣b，以便于在卡扣a和卡扣b扣合时，将可穿戴设备400闭合成环状，以固定在人体表面。可选地，连接件220还可以设置于卡扣装置260和热电子模块210之间，以用于实现卡扣装置260与热电子模块之间的电气连接以及机械连接。具体连接方式与连接件220与热电子模块210之间的连接方式类似，此处不再赘述。
126.图19是本技术一实施例的可穿戴设备400在闭合连接状态下的示意图。如图19所示，以连接件220和热电子模块210之间的固定件连接点为轴，热电子模块210和连接件220之间可产生一定的相对旋转角度。多个热电子模块210和连接件220串联能够形成大范围的旋转角，从而使得卡扣装置(卡扣a，卡扣b)能够闭合，形成闭合连接状态，从而具有常见的表带的穿戴特性。
127.在本技术实施例中，通过对热电器件中的热电子模块进行模块化设计，能够实现局部刚性而整体柔性的特征，更好的兼顾系统可靠性以及可穿戴场景紧密贴合不规则人体的需求，并且考虑了表带或腕带的实现方式，能够有效增大发电面积，冷端表面具有更好的散热特性，并且去掉了陶瓷基板，减少了热损，能够大幅提升发电能力。
128.本技术实施例中的模块化的热电器件，在热电器件的热端能够更好的贴合人体不规则表面，而在冷端能够更好的实现空气对流，模块化的特征使得热电器件能够根据人体身高特征差异来调节系统中的模块数量，从而具有比较高的可维护性以及穿戴舒适性。
129.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
130.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
131.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
132.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
133.所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计
算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read
‑
only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
134.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。