半导体制冷专利技术综述.doc

文档介绍：半导体制冷专利技术综述摘要:半导体制冷是一种可应用于多种领域的制冷技术,具有结构紧凑、体积小、可靠性强、制冷迅速、操作简单、容易实现高精度的温度控制、无环境污染等优点。本文主要介绍半导体制冷的相关技术领域的专利申请数据进行统计、整理以及分析,总结该技术领域专利技术的特点、现状以及发展趋势,通过获取国内外该领域的专利申请情况,简要分析半导体制冷技术的研究进展。1、概述热电制冷是具有热电能量转换特性的材料,在通过直流电时具有制冷功能,由于半导体材料具有最佳的热电能量转换性能特性,所以人们把热电制冷称为半导体制冷。由于其结构紧凑、体积小、可靠性强、制冷迅速、操作简单、容易实现高精度的温度控制、无环境污染等优点,半导体制冷的应用范围渗透到各个行业,尤其在制冷量不大,又要求装置小型化的场合,更有其优越性,甚至在某些方面,有着压缩式无法替代的能力。本文主要介绍半导体制冷的相关技术领域的专利申请数据进行统计、整理以及分析,总结该技术领域专利技术的特点、现状以及发展趋势,通过获取国内外该领域的专利申请情况,简要分析半导体制冷技术的研究进展。2、半导体制冷原理半导体制冷是利用半导体材料组成P-N结,通过两端施加直流电进行制冷,将电能直接转化为热能的技术。载流子从一种材料迁移到另一种材料形成电流,而每种材料载流子的势能不同。因此,为了满足能量守恒的要求,载流子通过结点时,必然与其周围环境进行能量的交换。能级的改变是现象的本质,这使构成制冷系统成为可能。如图1把一只P型半导体元件和一只N型半导体元件联结成热电偶,接上直流电源后,在接头处就会产生温差和热量转移。在上面的接头处,电流方向是N→P,温度下降并吸热,这就是冷端。而在下面的接头处,电流方向是P→N,温度上升并放热,因此是热端。3、专利技术现状分析半导体制冷由于应用范围很广泛,除主要用于制冷、通风及温度控制的系统外,其他领域的涉及也很多。ABS数据库里通过半导体制冷、热电制冷、温差电制冷的关键词进行专利文献的分析,以上述所有的专利文献为研究对象,ABS中的文献5214篇。,从1970年起半导体制冷的专利申请逐年相对稳定增长,我国应用半导体制冷的第一件专利申请出现在1987年。世界范围内在1970年~1988年这段时间申请量较少,1988年以后,申请量开始逐年稳定增长。近两年的时间里,随着半导体制冷材料的不断改进,半导体制冷技术正处于一个快速发展的时期,并且由于半导体制冷技术存在着一些缺点和不足,还有很大发展的空间,从图中也可以很明显看出,半导体制冷领域的专利申请大部分都在中国,可见我国对于该领域给予了很高的重视。。从图6可以看出中国的专利申请量远远大于其他各个国家,占据了全部专利申请量的42%,处于世界的领先地位。其次是美国、日本和欧洲其他发达国家。:F25B21+、F24F5+、F25D11+、G05D23+、H01S3+,其中前三个分类号为制冷、冷却、空气调节、通风相关领域,G05D23/00为温度的控制,H01S3/00为激光器,可见除制冷、温度控制等专业领域外,半导体制冷在激光器的冷却应用可以达到比较好的