平面内TEG:平面内TEG大部分由电镀或者溅射到聚合物薄片上的锑(乩)、铋(⒏)、碲化铋(ⅡTe)构成,例如Kapton薄膜[17丬9]。采用聚合物薄片作为基板具有以下优点:第一,具有低热导率,如0.12W/rll/K,避免热量通过聚合物薄片耗散。第二,热膨胀系数和热电材料相近,如⒛×10ˉ6KI。第三,低成本。

   平面内TEG的热电偶大多具有相对较大的几何形尺寸,宽度可达几十um,而长度可达几百um甚至几mm,从而可以使用丝网印刷等低成本的制造方法, OPA1612AIDR而不必使用传统的MEMS微细加工技术。由于聚合物箔的结构灵活性,平面内的TEG可以卷起成螺旋状,使得所得到的装置可以以自立的方式竖立。如图9.8a所示,该方案可以使每单位面积能够装配更多的热电偶[17]。平面TEG的另一个优点是因为热电偶几何形状没有限制,可以实现热电偶的高纵横比。这样可以使每个热电偶的热阻显著增加]同时,通常热电材料和金属互连之间的接触面积较大,可以降低接触电阻。平面内TEG的主要缺点是热电偶接头与热源或散热器之间的热接触不良[17]。通过应用热界面材料(Themal Interface Mateoal,TIM),如各种类型的导热油脂,可以一定程度上缓解这个问题。第二个缺点是与热电偶热并联的聚合物箔的热分流效应。解决的方法包括采用更薄的聚合物箔,或者在一定的条件下,部分甚至完全地剥离聚合物箔。

   平面内TEG也可由硅衬底而不是聚合物薄片制成。欧洲微电f/霍尔斯特中心成功制备了一系列面内平板TEG,其中有一种结构仅由独立多晶硅或者多晶锗硅热电偶组成,原理图如图9,8b所示:20]。尽管完全去除薄膜热电偶下的支撑层是非常有挑战性的任务,但还是可以通过精细调整薄膜堆叠层的压力而实现:依靠一系列电学装置串联起同一个衬底上排布的几个面内平板热电堆芯片也是一种提升输出性能的潜在方案。IMTEK发展了一种在二氧化硅薄膜上基于n型多晶硅和铝的面内平板TEG器件,可以作为一种结构支持,同时也是一种热分流路径.制作在聚合物膜上的平面内TEG配置示意图[l’](由Weber提供,经Ek访er许可引用);衬底上白由支撑的多晶⒏-%面内平板TEG器件[20](得到springer科学与商业媒体BⅤ的许可).