IT201900009627A1

IT201900009627A1 - Microgeneratore termoelettrico flessibile e relativo metodo di produzione

Info

Publication number: IT201900009627A1
Application number: IT102019000009627A
Authority: IT
Inventors: Mario Caironi; Matteo Massetti
Original assignee: Fondazione St Italiano Tecnologia; Milano Politecnico
Priority date: 2019-06-20
Filing date: 2019-06-20
Publication date: 2020-12-20
Also published as: WO2020254956A1

Description

Descrizione dell'Invenzione Industriale dal titolo:

“MICROGENERATORE TERMOELETTRICO FLESSIBILE E RELATIVO METODO DI PRODUZIONE”

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un microgeneratore termoelettrico flessibile e ad un metodo per la sua produzione.

Negli ultimi anni, la riduzione delle riserve di combustibili fossili ha messo in evidenza l'importanza dello sviluppo di fonti energetiche rinnovabili ed ecocompatibili. Tra queste, i generatori termoelettrici (detti anche brevemente TEG) occupano un posto di rilievo grazie alla capacità di convertire il calore in energia elettrica senza la necessità di parti mobili e alcun tipo di combustibile.

Un generatore termoelettrico è costituito da una serie di elementi termolettrici, collegati elettricamente in serie e termicamente in parallelo, e sfrutta l'effetto Seebeck di materiali opportunamente scelti per generare un potenziale elettrico a fronte di un gradiente di temperatura e per trasferire energia elettrica ad un carico esterno opportunamente collegato.

Fino ad ora, a causa dei costi elevati dei materiali termoelettrici ad alta efficienza e dei processi di produzione, le principali applicazioni dei generatori termoelettrici sono state limitate ai campi in cui il costo del generatore può essere giustificato dall’esigenza di una fonte di energia stabile ed in cui non costituisce un fattore limitante; è il caso, ad esempio, delle applicazioni spaziali, in cui il generatore deve garantire prestazioni stabili e non può essere sostituito. Tuttavia, esiste un'ampia gamma di possibili applicazioni per questa tecnologia, soprattutto nell’ambito dell’elettronica; ad esempio, sono applicazioni di particolare interesse quelle legate all'elettronica indossabile e all'”internet delle cose” (più propriamente detto “internet degli oggetti” o IoT, acronimo dell'inglese “internet of things”).

Nell’ambito dei dispositivi elettronici, l’attenzione si è recentemente spostata verso generatori in cui gli elementi termoelettrici hanno dimensioni dalle decine alle centinaia di micron, i cosiddetti micro-generatori termoelettrici (µ-TEG), che consentono di combinare compattezza e densità di potenza sufficienti per l’alimentazione di dispositivi a bassa potenza. A tale scopo, negli ultimi decenni, si è sviluppato un crescente interesse verso l’utilizzo di semiconduttori organici (polimeri, oligomeri, piccole molecole) che, potendo essere trattati in forma di soluzione, hanno la potenzialità di ridurre drasticamente i costi di fabbricazione dei generatori.

Søndergaard et al., nell’articolo "Practical evaluation of organic polymer thermoelectrics by large‐area R2R processing on flexible substrates." (Energy Science & Engineering, 2013), descrivono un esempio di microgeneratore termoelettrico polimerico organico ottenuto mediante processi di stampa.

Tuttavia, la geometria proposta non è adatta alla realizzazione di dispositivi ad alta efficienza con un’elevata densità di termocoppie, dal momento che, per aumentare la densità di elementi termoelettrici, è necessario ripiegare più volte il dispositivo su se stesso rendendo il dispositivo finale voluminoso, spesso e non flessibile.

In generale, attualmente, esistono gravi problemi nell’integrazione di µ-TEG organici in dispositivi efficienti, sottili, flessibili e realizzabili utilizzando tecniche a basso costo. Le geometrie attuali, infatti, non permettono una crescita controllata di termocoppie efficienti a partire da substrati plastici flessibili a basso costo.

Alla luce di questa disamina è quindi un problema tecnico alla base dell’invenzione quello di rendere disponibili un microgeneratore termoelettrico flessibile ed un metodo per la sua produzione, che abbiano caratteristiche tali da superare i limiti dello stato della tecnica sopra delineato.

Nell’ambito di detto problema tecnico, uno scopo specifico dell’invenzione è quello di predisporre un microgeneratore termoelettrico flessibile ad alta efficienza e basso costo, che possa essere adattato anche a superfici irregolari.

Un ulteriore scopo è quello di consentire una semplificazione del processo di produzione del microgeneratore ed una riduzione del costo del processo. In particolare, è tra gli scopi dell’invenzione quello di mettere a disposizione un metodo che consenta di produrre microgeneratori termoelettrici efficienti a partire da substrati plastici a basso costo.

L’idea di soluzione del problema anzidetto, che permette anche di raggiungere gli scopi citati, è quella di realizzare un microgeneratore termoelettrico in cui gli elementi termolettrici vengono integrati all’interno di un substrato di supporto flessibile, tramite la realizzazione di fori passanti ad alta densità. Preferibilmente, i fori hanno caratteristiche tali da permettere il loro riempimento con materiale termoelettrico, ottenuto sfruttando l’effetto capillare e impedendo al tempo stesso perdita di materiale.

Una possibile applicazione del dispositivo e del metodo secondo l’invenzione è in ambito elettronico, ad esempio per il miglioramento della gestione dell’energia di reti di sensori. Ulteriormente, il dispositivo può essere utilizzato per fornire energia all’elettronica indossabile, essendo in grado di adattarsi alla superficie del corpo e di sfruttare il calore generato. Altre applicazioni possibili riguardano il campo sensoristico, per esempio per quanto riguarda sensori di temperatura integrati, grazie alla possibilità di realizzare dispositivi termoelettrici altamente compatti e conformabili. Ulteriori caratteristiche vantaggiose della presente invenzione sono oggetto delle allegate rivendicazioni.

Queste caratteristiche ed ulteriori vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente chiari dalla descrizione di una sua forma preferita e non esclusiva di attuazione, mostrata nei disegni annessi, forniti a puro titolo esemplificativo e non limitativo, in cui:

− Fig.1a e Fig.1b illustrano dei microgeneratori termoelettrici secondo l’invenzione realizzati su substrati di supporto di materiale plastico flessibile;

− Fig.2a illustra una rappresentazione schematica esplosa di

un substrato di supporto forato secondo l’invenzione;

− Fig. 2b mostra un’immagine SEM del substrato di supporto

forato;

− Fig.3 illustra una fase del metodo secondo l’invenzione e

una rappresentazione schematica di una sezione del

microgeneratore termoelettrico;

− Fig.4 mostra un’immagine al microscopio elettronico a

scansione (SEM) della sezione di un foro passante;

− Fig.5 illustra una rappresentazione schematica delle

connessioni elettriche sui due lati del substrato di

supporto;

− Fig. 6 illustra una rappresentazione schematica del

microgeneratore termoelettrico completo;

− Fig. 7a illustra lo schema elettrico di collegamento degli

elementi termolettrici in un microgeneratore termoelettrico

di tipo p-n;

− Fig. 7b illustra lo schema elettrico di collegamento degli

elementi termolettrici in un microgeneratore termoelettrico

di tipo p;

− Fig.8 illustra la variazione della densità di potenza

estratta da due diversi generatori termoelettrici secondo

l’invenzione;

− Fig. 9 illustra, tramite un diagramma di flusso, le fasi

attuative del metodo secondo l’invenzione.

Prima di entrare nel merito delle spiegazioni, è opportuno

premettere che nel prosieguo il riferimento ad "una forma di

attuazione" o ad “una forma di realizzazione” all'interno di

questa descrizione sta ad indicare che una particolare

configurazione, struttura o caratteristica è compresa in

almeno una forma di attuazione dell'invenzione. Quindi, i

termini "in una forma di attuazione" e simili, presenti in

diverse parti all'interno di questa descrizione, non sono necessariamente tutti riferiti alla stessa forma di attuazione. Inoltre, le persone esperte del ramo sanno riconoscere le particolari configurazioni, strutture o caratteristiche possono essere combinate in ogni modo adeguato in una o più forme di attuazione. I riferimenti utilizzati nel seguito sono soltanto per comodità e non limitano l'ambito di tutela o la portata delle forme di attuazione.

Pertanto, alla luce di questa premessa, con riferimento alle figure, un microgeneratore termoelettrico 1 secondo l’invenzione, comprende:

− un substrato di supporto 10 forato in modo da definire una pluralità di matrici di fori 12 passanti, in cui i fori 12 sono riempiti di materiale termoelettrico 21 e in cui ciascuna di dette matrici di fori 12 riempiti di materiale termoelettrico 21 definisce un elemento termoelettrico 20 del microgeneratore termoelettrico 1; − connettori elettrici 40 che connettono elettricamente tra loro gli elementi termoelettrici 20, in modo tale da formare delle giunzioni termoelettriche;

− una o più pellicole di materiale elettricamente isolante 60, che racchiudono il microgenatore termoelettrico 1. Il substrato di supporto 10 è preferibilmente una lamina o un foglio di materiale plastico flessibile (ad es. polietilene tereftalato (PET), polietilene naftalato (PEN) ed altri poliesteri, poliimmide (PI), polidimetilsilossano (PDMS), polivinilcloruro (PVC), polipropilene (PP), policarbonato (PC)), con spessore compreso tra 10 e 250 µm e area superficiale tra 0.1 e 100 cm<2>, nel quale è realizzata una pluralità di fori 12 passanti distribuiti in modo da formare delle matrici a righe e colonne di fori 12, in cui i centri di detti fori 12 sono distribuiti preferibilmente lungo le righe e le colonne della matrice alla minima distanza che consente la separazione fisica tra i fori 12. In una soluzione preferita, la distanza tra i fori 12 è compresa tra circa 20 e 100 µm.

Le matrici di fori 12 sono delimitate all’interno di zone del substrato di supporto 10, chiamate tracce 110, che individuano l’area di base degli elementi termoelettrici 20. Con riferimento alla Fig. 2a, le tracce 110 per gli elementi termoelettrici 20 hanno forma quadrata e dimensione dei lati compresa tra 50 e 200 µm. In generale, le tracce 110 possono essere di forma qualsiasi, ad esempio circolare. Nel caso di forme differenti da quella quadrata, si considerano dimensioni equivalenti dell’area delle tracce 110.

Preferibilmente, i fori 12 hanno un’area di ingresso, con riferimento alla direzione con cui il materiale termoelettrico 21 viene depositato nei fori 12, maggiore dell’area a valle; ancor più preferibilmente, detti fori 12 sono di forma sostanzialmente troncoconica.

In una forma di realizzazione preferita, i fori 12 sono di forma troncoconica, come mostrato nelle Fig. 3 e 4, con dimensioni nei seguenti intervalli:

- raggio dell’area di ingresso tra 10 e 50 µm;

- raggio dell’area a valle tra 1 e 5 µm;

- angolo di inclinazione della superficie laterale α1 (indicato in Fig. 3), calcolato sulla sezione di un foro 12 come angolo esterno tra il prolungamento della base minore 121 e la direzione della superficie laterale, compreso tra 22° e 88°;

- angolo di inclinazione della superficie laterale α2 (indicato in Fig. 3), calcolato sulla sezione di un foro 12 come angolo esterno tra un prolungamento della base maggiore 122 e la direzione della superficie laterale, compreso tra 92° e 158°.

Per la realizzazione degli elementi termoelettrici 20, i fori troncoconici 12 sono riempiti di materiale 21 avente proprietà termoelettriche.

A tal fine, il materiale termoelettrico 21 è un conduttore organico, o un semiconduttore organico drogato, preferibilmente con viscosità nell’intervallo 1÷20 mPa*s e tensione superficiale nell’intervallo 30÷40 dynes/cm a temperatura ambiente; ad esempio, il materiale termoelettrico 21 è un polimero organico coniugato drogato, preferibilmente un omopolimero (ad es. polistirene sulfonato (anche indicato come PEDOT:PSS), polianilina, polipirrolo, policarbazolo, politiofene) o un polimero donore-accettore. Alternativamente, il materiale termoelettrico 21 è una piccola molecola organica coniugata drogata oppure una miscela di polimeri e piccole molecole organiche drogate. In generale, il materiale termoelettrico 21, utilizzato all’interno dei fori 12 per la realizzazione degli elementi termoelettrici 20, può essere un semiconduttore con drogaggio di tipo p 21a o di tipo n 21b. ;Si riportano di seguito alcuni esempi di realizzazione di generatori termoelettrici secondo l’invenzione. ;Esempio 1: ;In un primo esempio di realizzazione, con riferimento alla Fig. 5, il generatore termoelettrico 1 è stato fabbricato utilizzando un substrato di supporto 10 commerciale di PEN con spessore di 25 μm ed area superficiale 0,36 cm<2>, ed è composto da duecentocinquantasei elementi termolettrici 20 a base quadrata, con dimensione dei lati pari a 200 µm. ;Gli elementi termoelettrici 20 del generatore termoelettrico 1 contengono alternatamente materiale termoelettrico 21 semiconduttore con drogaggio di tipo p 21a e n 21b; nello specifico, sono stati scelti come materiali termoelettrici 21 una formulazione commerciale di PEDOT:PSS (semiconduttore con drogaggio di tipo p 21a) e una formulazione di un derivato solubile di un fullerene, il [60]fulleropirrolidina, con catena laterale polare di trietilene glicolo dietere drogato con N-DMBI (semiconduttore drogato di tipo n 21b). ;Gli elementi termoelettrici 20 con drogaggio di tipo p e di tipo n, passanti attraverso il substrato di supporto 10, sono connessi tra loro termicamente in parallelo ed elettricamente in serie (come mostrato nello schema elettrico di Fig. 7a). ;Esempio 2: ;In un secondo esempio di realizzazione, il microgeneratore termoelettrico 1 è stato realizzato come nell’esempio 1, ma lo stesso materiale termoelettrico 21, una formulazione commerciale di PEDOT:PSS (semiconduttore con drogaggio di tipo p 21a), è stato utilizzato per tutti gli elementi termoelettrici 20. ;Gli elementi termoelettrici 20, passanti attraverso il substrato di supporto 10, sono connessi termicamente in parallelo ed elettricamente in serie. Un elemento d’argento è stato utilizzato, al posto dell’elemento termolettrico 20 con drogaggio di tipo n dell’esempio 1, per consentire la chiusura del circuito elettrico (come mostrato nello schema elettrico di Fig. 7b). ;La Fig.8 illustra la massima densità di potenza raggiunta dai generatori termoelettrici appena descritti negli esempi. Nello specifico, le prove effettuate sui due generatori termolettrici 1 hanno mostrato che è possibile raggiungere una densità di potenza di 3 nW / cm<2 >con una differenza di temperatura di 25 K tra le facce del microgeneratore termoelettrico 1, nel caso di elementi termolettrici 20 solo di tipo p (esempio 2), e una densità di potenza di 30 nW / cm<2 >con differenza di temperatura di 25 K, nel caso di elementi termoelettrici 20 di tipo p e di tipo n alternati (esempio 1). Inoltre, le due prove combinate dimostrano che, attraverso l’ottimizzazione geometrica del microgeneratore termoelettrico 1, cioè aumentando lo spessore degli elementi termoelettrici 20 e la loro densità, è possibile raggiungere livelli di densità di potenza superiori a 1 μW / cm<2 >con una differenza di temperatura di 25 K. Questo rende i generatori termoelettrici utilizzabili come “raccoglitori di energia”, in inglese “harvesters”, per alimentare elettronica a bassa potenza distribuita e/o per applicazioni sensoristiche (anche in campo biologico). ;Con riferimento alla Fig.7, un procedimento per la produzione di un microgeneratore termoelettrico 1 secondo l’invenzione comprende le seguenti fasi: ;− una fase di foratura (P1), in cui un substrato di supporto 10 viene forato in modo da definire una pluralità di matrici di fori 12 passanti, in cui i centri di detti fori 12 sono distribuiti lungo righe e colonne alla minima distanza che consente la separazione fisica tra i fori 12. ;Preferibilmente, i fori 12 sono realizzati in modo da avere un’area di ingresso maggiore dell’area a valle, con riferimento alla direzione del loro riempimento con il materiale termoelettrico. ;In una soluzione preferita, i fori 12 hanno forma sostanzialmente troncoconica e dimensioni nei seguenti intervalli: ;− raggio dell’area di ingresso tra 10 e 50 µm; ;− raggio dell’area a valle tra 1 e 5 µm; ;− angolo di inclinazione della superficie laterale α1 (indicato in Fig. 3), calcolato sulla sezione di un foro 12 come angolo esterno tra il prolungamento della base minore 121 e la direzione della superficie laterale, compreso tra 22° e 88°; ;− angolo di inclinazione della superficie laterale α2 (indicato in Fig. 3), calcolato sulla sezione di un foro 12 come angolo esterno tra un prolungamento della base maggiore 122 e la direzione della superficie laterale, compreso tra 92° e 158°. ;I fori 12 vengono realizzati, indipendentemente dal materiale scelto per il substrato di supporto 10 e dallo spessore di tale materiale, utilizzando tecniche di incisione tramite laser, dette tecniche di “laser writing”, che consentono una risoluzione dell’ordine delle decine di micrometri (µm). Preferibilmente, per la realizzazione dei fori 12, viene utilizzato un laser a femtosecondi (fs), con durata dell’impulso variabile da decine a centinaia di fs; più preferibilmente, con durata dell’impulso compresa tra 10 e 300 fs. Alternativamente, è possibile utilizzare laser a picosecondi o a nanosecondi. La lunghezza d’onda del fascio laser viene scelta in base alle proprietà ottiche del materiale plastico da forare; per esempio, per un substrato di PEN, è preferibile l’uso di un fascio, nel campo del visibile, intorno ai 500 nm. ;Il materiale per il substrato di supporto 10 è preferibilmente un materiale plastico flessibile (ad es. PET, PEN ed altri poliesteri, PI, PDMS, PVC, PP, PC). ;Le matrici di fori 12 sono realizzate all’interno di zone del substrato di supporto 10, chiamate tracce 110, che individuano l’area di base di elementi termoelettrici 20. Preferibilmente, dette tracce 110 hanno forma quadrata e dimensione dei lati compresa tra 50 e 200 µm. In generale, le tracce 110 possono essere di forma qualsiasi, ad esempio qualora si voglia massimizzare il numero di elementi termoelettrici 20 nel substrato di supporto 10. ;In un esempio specifico di realizzazione, il substrato di supporto 10 è un foglio di materiale plastico flessibile di spessore compreso tra 10 µm e 250 µm e area superficiale tra 0.1 e 100 cm2. ;− una fase di iniezione del materiale termoelettrico (P2), in cui il materiale termoelettrico 21 viene iniettato all’interno dei fori 12. L’iniezione del materiale termoelettrico 21 avviene tramite una qualsiasi tecnica di erogazione di volume noto (ad esempio: stampa elettroidrodinamica (anche nota come “e-jet printing”), stampa ad aerosol (“aerosol jet printing”), sistema a getto ad alta viscoità (“High-Viscosity Jetting System”), stampa a getto di inchiostro con tecnologia piezoelettrica (“Piezoelectric Inkjet Printing”), stampa a getto di inchiostro con tecnologia termica, sistemi di dispensazione a siringa) e comporta la penetrazione del materiale termoelettrico 21 all’interno del foro 12 per capillarità. ;Con riferimento alla Fig. 3, qualora il foro 12 sia sostanzialmente troncoconico e abbia le dimensioni precedentemente descritte ed indicate in figura, il materiale termoelettrico 21 iniettato viene trattenuto all’interno del foro 12. ;Il materiale termoelettrico 21 che viene iniettato all’interno dei fori 12 è un conduttore organico, o un semiconduttore organico drogato di tipo p 21a o di tipo n 21b, preferibilmente con viscosità nell’intervallo 1÷20 mPa*s e tensione superficiale nell’intervallo 30÷40 dynes/cm, a temperatura ambiente; ad esempio, il materiale termoelettrico 21 è un polimero organico coniugato drogato, preferibilmente un omopolimero (ad es. polistirene sulfonato (anche indicato come PEDOT:PSS), polianilina, polipirrolo, policarbazolo, politiofene) o un polimero donore-accettore. Alternativamente, il materiale termoelettrico 21 comprende, o è, una piccola molecola organica coniugata drogata oppure una miscela di polimeri e piccole molecole organiche drogate.

In generale, un generatore termoelettrico 1 secondo l’invenzione è composto da elementi termoelettrici 20 solo di tipo p, solo di tipo n o entrambi; preferibilmente, il generatore termoelettrico 1 contiene sia elementi termoelettrici 20 con drogaggio di tipo p sia elementi termoelettrici 20 con drogaggio di tipo n. In aggiunta alle fasi descritte fino ad ora, un metodo di produzione di un microgeneratore termoelettrico 1 secondo l’invenzione può ulteriormente comprendere:

− una fase di realizzazione delle connessioni elettriche (P3), in cui le connessioni elettriche tra gli elementi delle termocoppie vengono realizzate in modo da chiudere il circuito elettrico che costituisce il generatore termoelettrico 1 (Fig. 9). I contatti sono realizzati utilizzando tecniche note per la deposizione di elettrodi metallici, preferibilmente tecniche di stampa di metalli conduttivi (ad es. getto di inchiostro, serigrafia, flessografia, rotocalco, etc...) o, alternativamente, tecniche di deposizione da vuoto (ad es. polverizzazione catodica, evaporazione termica, deposizione a fascio di elettroni, etc...).

− una fase di confezionamento (P4), in cui il microgeneratore termoelettrico 1 viene racchiuso all’interno di due elementi protettivi 60, composti ciascuno da uno o più strati di materiale elettricamente isolante, con spessore compreso tra 100 nm e 3 µm, così da essere abbastanza spesso da isolare le termocoppie ma sufficientemente sottile da minimizzare le perdite termiche.

La possibilità di realizzare i dispositivi su qualsiasi tipo di substrato flessibile, consente di utilizzare pellicole plastiche di varia natura che possono essere adattate a qualsiasi tipo di superficie e che possono eventualmente essere messe a contatto con la pelle umana. La presente invenzione non è limitata ai soli esempi illustrativi descritti, ma è suscettibile di varie modifiche, perfezionamenti, sostituzioni di parti e di elementi equivalenti senza comportare scostamenti dall’idea inventiva di base, come specificato nelle rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Microgeneratore termoelettrico (1) comprendente un substrato di supporto (10) flessibile per una pluralità di elementi termoelettrici (20), caratterizzato dal fatto che detti elementi termoelettrici (20) comprendono rispettivi fori (12) passanti nel substrato di supporto (10) riempiti con materiale termoelettrico (21).
2. Microgeneratore termoelettrico (1) secondo la rivendicazione 1, in cui il materiale termoelettrico (21) comprende un conduttore organico e/o un semiconduttore organico drogato.
3. Microgeneratore termoelettrico (1) secondo la rivendicazione 2, in cui il materiale termoelettrico (21) comprende uno o più tra un polimero organico coniugato drogato, un polimero donore-accettore, una molecola organica coniugata drogata, una miscela di polimeri e molecole organiche drogate.
4. Microgeneratore termoelettrico (1) secondo la rivendicazione 3, in cui il materiale termoelettrico (21) comprende uno o più tra i seguenti materiali: polistirene sulfonato, polianilina, polipirrolo, policarbazolo, politiofene.
5. Microgeneratore termoelettrico (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui i fori (12) hanno un’area di ingresso maggiore dell’area a valle, con riferimento alla direzione di riempimento del materiale termoelettrico (21).
6. Microgeneratore termoelettrico (1) secondo la rivendicazione 5, in cui i fori (12) sono di forma sostanzialmente troncoconica.
7. Microgeneratore termoelettrico (1) secondo le rivendicazioni 5 o 6, in cui i fori (12) hanno raggio dell’area di ingresso compreso tra 10 e 50 µm e raggio dell’area a valle compreso tra 1 e 5 µm.
8. Microgeneratore termoelettrico (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni 5, 6 o 7, in cui i fori (12) hanno angolo di inclinazione della superficie laterale α1, calcolato sulla sezione di un foro (12) come angolo esterno tra il prolungamento della base minore (121) e la direzione della superficie laterale, compreso tra 22° e 88°, e angolo di inclinazione della superficie laterale α2, calcolato sulla sezione di un foro (12) come angolo esterno tra un prolungamento della base maggiore (122) e la direzione della superficie laterale, compreso tra 92° e 158°.
9. Microgeneratore termoelettrico (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il substrato di supporto (10) è di materiale plastico a scelta tra polietilene tereftalato (PET), polietilene naftalato (PEN) o altri poliesteri, poliimmide (PI), polidimetilsilossano (PDMS), polivinilcloruro (PVC), polipropilene (PP), policarbonato (PC).
10. Microgeneratore termoelettrico (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il substrato di supporto (10) ha uno spessore compreso tra 10 e 250 µm.
11. Microgeneratore termoelettrico (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui i fori (12) sono disposti sostanzialmente a matrice di righe e colonne, con distanza minima tra i centri dei fori compresa tra 20 e 100 µm.
12. Microgeneratore termoelettrico (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente connettori elettrici (40) che collegano elettricamente gli elementi termolettrici (20) in modo da formare delle giunzioni termoelettriche.
13. Metodo di produzione di un microgeneratore termoelettrico (1) comprendente − una fase di foratura (P1), in cui un substrato di supporto (10) per elementi termoelettrici (20) viene forato con una pluralità di fori (12) passanti; − una fase di iniezione del materiale termoelettrico (P2), in cui materiale termoelettrico (21) viene iniettato all’interno di detti fori (12).
14. Metodo secondo la rivendicazione 13, in cui i fori (12) sono di forma sostanzialmente troncoconica.
15. Metodo secondo la rivendicazione 14, in cui i fori (12) hanno raggio dell’area di ingresso compreso tra 10 e 50 µm e raggio dell’area a valle compreso tra 1 e 5 µm.
16. Metodo secondo la rivendicazione 15, in cui i fori (12) hanno angolo di inclinazione della superficie laterale α1, calcolato sulla sezione di un foro 12 come angolo esterno tra il prolungamento della base minore 121 e la direzione della superficie laterale, compreso tra 22° e 88°, e angolo di inclinazione della superficie laterale α2, calcolato sulla sezione di un foro 12 come angolo esterno tra un prolungamento della base maggiore 122 e la direzione della superficie laterale, compreso tra 92° e 158°.
17. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui, nella fase P1, i fori (12) sono realizzati utilizzando tecniche di incisione tramite laser.
18. Metodo secondo la rivendicazione 17, in cui il laser utilizzato per realizzare l’incisione è un laser a femtosecondi con durata dell’impulso di ordine compreso tra i 10 e i 300 fs.
19. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui, nella fase P2, l’erogazione del materiale termoelettrico (21) avviene tramite una tecnica di erogazione di volume noto quale stampa elettroidrodinamica, stampa ad aerosol, stampa a getto di inchiostro con tecnologia piezoelettrica, stampa a getto d’ichiostro termica, o stampa a getto ad alta viscoità.
20. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, comprendente una fase di realizzazione delle connessioni elettriche (P3), in cui si connettono gli elementi termolettrici (20), mediante connettori elettrici (40), in modo da generare delle giunzioni termoelettriche.