本发明属于热电转换，尤指一种具有自翅片结构的可穿戴热电器件及其制备方法与应用。
背景技术：
1、用于人体健康与环境信息监测的可穿戴电子设备在最近几年发展迅速。热电器件由于可以直接利用人体与环境的温差发电，使得它在为可穿戴电子设备提供绿色清洁的连续动力方面具有巨大潜力。由于人体表面形态各异、人体与环境之间温差较小，且热电器件与环境之间界面热阻较大，热电臂两端温差较难建立，为实现热电器件在服役过程中具有较好佩戴舒适度和较高的输出性能，良好的柔性和较大的温差利用率是可穿戴热电器件不可或缺的性质。近年来，一系列可穿戴热电器件相继被开发出来，然后较低的温差利用率一直限制着可穿戴热电器件的进一步发展，虽然通过在器件冷端外加散热铜翅片、水凝胶以及相变材料等散热结构可以有效增大器件温差利用率，但这些方法除制备工艺繁琐之外，制备得到的器件温差利用率仍然较小。
2、因此，开发具有更高温差利用率且制备工艺简易的可穿戴热电器件值得深入研究。
技术实现思路
1、针对柔性可穿戴热电器件与环境之间界面热阻较大、温差利用率较小的问题，本发明提供一种具有自翅片结构的可穿戴热电器件及其制备方法与应用，该热电器件不需要外加散热结构就可以有效降低器件冷端的界面热阻，所制备的器件不仅具有良好的柔韧性还具有较大的温差利用率和优异的输出性能。
2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
3、一种具有自翅片结构的可穿戴热电器件，包括：
4、具有支撑作用的柔性基底，所述柔性基底与热源紧密贴合；
5、多个翅片状的具有发电作用的热电单元，所述热电单元的近端包封于所述柔性基底，所述热源的热量经柔性基底传输至所述热电单元的热端，所述热电单元的远端暴露在环境中，作为热电单元的冷端，相邻的所述热电单元之间电连接。
6、一些技术方案中，所述热电单元包括中间的电绝缘层和两侧贴设的n型热电臂与p型热电臂，所述n型热电臂与p型热电臂之间通过第一电极线连接；
7、多个所述热电单元之间通过第二电极线以n/p型热电臂交替的方式进行串联，形成所述热电单元的阵列。
8、一些技术方案中，所述n型热电臂采用无机塑性热电材料，具有结构通式ag2±xs1-ysey，其中，0≤x≤0.1，0≤y≤1；和/或，
9、所述p型热电臂采用无机塑性热电材料，具有结构通式(agcu)1±xseyszte1-x-z，其中，0≤x≤0.1，0≤y≤1，0≤z≤1。
10、一些技术方案中，所述n型热电臂和p型热电臂均为微米级别的热电薄片，所述热电薄片的长度和宽度均为毫米级别。
11、一些技术方案中，所述电绝缘层为聚酰亚胺双面胶，所述n型热电臂和p型热电臂粘连在所述聚酰亚胺双面胶的两面；和/或，
12、所述第一电极线与第二电极线均为铂线。
13、一些技术方案中，所述柔性基底包括柔性导热基底与柔性封装基底，所述热电单元的热端封装至所述柔性导热基底中，所述柔性封装基底位于所述柔性导热基底的上方，用于进行封装固化，所述热电单元除封装部分外全部直接暴露在空气中，形成热电器件的冷端。
14、一些技术方案中，所述柔性导热基底使用的材料为导热硅胶；
15、所述柔性封装基底使用的材料为聚二甲基硅氧烷。
16、根据本发明的另一方面，本申请进一步提供上述具有自翅片结构的可穿戴热电器件的制备方法，包括以下步骤：
17、s1：将通过熔融法获得的n型无机塑性热电材料铸锭与p型无机塑性热电材料铸锭通过辊压的方式直接制得厚度微米级别的热电薄片，并将热电薄片裁剪获得长度和宽度均为毫米级别的热电臂；
18、s2：将电绝缘层放置在n型热电臂和p型热电臂的中间，形成三明治结构，并通过第一电极线将n型热电臂和p型热电臂连接起来，组装得到一个热电单元，再利用第二电极线将数个热电单元串联起来形成热电单元的阵列；
19、s3：将获得的热电单元的阵列放置在模具中，保持热电臂的上半部分暴露在空气中，依次向所述模具内倒入柔性导热材料和柔性封装材料，再进行固化封装，最终得到具有自翅片结构的可穿戴热电器件。
20、一些技术方案中，步骤s2具体为：
21、将n型热电臂和p型热电臂粘连在聚酰亚胺双面胶的两面，再利用点焊机通过铂线将n型热电臂和p型热电臂连接起来，形成一个热电单元；接着利用点焊机通过另一铂线将数个热电单元以n/p型热电臂交替的方式串联起来，形成热电单元的阵列；
22、和/或，
23、步骤s3中，所述柔性导热材料为导热硅胶，所述导热硅胶中主剂与固化剂的比例为(15-25):1，由导热硅胶固化形成的柔性导热基底的厚度为0.1-3mm；所述柔性封装材料为聚二甲基硅氧烷，所述聚二甲基硅氧烷中主剂与固化剂的比例为(10-20):1，由聚二甲基硅氧烷封装固化形成的柔性封装基底的厚度为0.1-3mm。
24、根据本发明的再一方面，本申请进一步提供上述具有自翅片结构的可穿戴热电器件在可穿戴电子设备中的应用，
25、所述可穿戴热电器件具有柔性。
26、本发明采用以上技术方案至少具有如下的有益效果：
27、1.本发明提出的具有自翅片结构的可穿戴热电器件及其制备方法与应用，通过特殊的结构设计，将热电臂直接设计成既具有发电作用又具有散热作用的类似于散热翅片的结构，这种结构大幅度的减小了器件冷端界面热阻，从而大幅度提升了器件的输出性能；
28、2.本发明提出的具有自翅片结构的可穿戴热电器件及其制备方法与应用，将n型和p型块体热电材料通过辊压的方式直接得到厚度微米级别的热电薄片，并将热电薄片裁剪获得具有较大长径比的热电臂，长度和宽度均为毫米级别，该制作工艺简单，不依赖复杂的加工设备，可实现热电薄片低成本、大面积的制备；
29、3.本发明提出的具有自翅片结构的可穿戴热电器件及其制备方法与应用，采用无机塑性热电材料的n型热电臂和p型热电臂通过pi双面胶进行粘连，并利用电极实现热电单元内n/p型热电臂的连接及数个热电单元之间的电连接，组装方便，热电臂具有优异的热电性能和良好的柔韧性，在外界应力作用可实现弯折而不发生破坏；
30、4.本发明提出的具有自翅片结构的可穿戴热电器件及其制备方法与应用，采用具有较高导热系数和优异柔韧性的导热硅胶作为柔性导热基底及具有较低导热系数和优异柔韧性的聚二甲基硅氧烷作为柔性封装基底，使靠近人体一侧的热电器件具备优异的柔韧性，并能与人体不同部位贴合，提升佩戴的舒适性；
31、5.本发明提出的具有自翅片结构的可穿戴热电器件及其制备方法与应用，不仅具有较佳的柔韧性，还具有较大的温差利用率和优异的输出性能，其输出电压达数百毫伏，输出功率达数百微瓦，可以直接驱动包括电子手表在内的可穿戴电子设备的连续运行。
1.一种具有自翅片结构的可穿戴热电器件，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的可穿戴热电器件，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的可穿戴热电器件，其特征在于，
4.根据权利要求2或3所述的可穿戴热电器件，其特征在于，
5.根据权利要求2所述的可穿戴热电器件，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的可穿戴热电器件，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的可穿戴热电器件，其特征在于，
8.根据权利要求1-7任一所述的具有自翅片结构的可穿戴热电器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，
10.根据权利要求1-7任一所述的具有自翅片结构的可穿戴热电器件在可穿戴电子设备中的应用，其特征在于，
