專利名稱：用于熱電轉(zhuǎn)換模塊的基板及熱電轉(zhuǎn)換模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于熱電轉(zhuǎn)換模塊的基板及熱電轉(zhuǎn)換模塊。
技術(shù)背景一直以來(lái)，作為這種熱電轉(zhuǎn)換模塊，眾所周知由以下部分構(gòu)成的熱電基體材料具有可撓性及絕緣性的帶狀基體材料；以及在基體材 料上由薄膜等形成的熱電元件，該熱電元件在基體材料的延伸方向上 交互地電性串聯(lián)p型熱電轉(zhuǎn)換材料及n型熱電轉(zhuǎn)換材料，并且在基體 材料的寬度方向上熱性并聯(lián)(例如，參照專利文獻(xiàn)l)。專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2006 - 86510號(hào)公報(bào)熱電轉(zhuǎn)換模塊在用作發(fā)電裝置時(shí)，也能夠設(shè)置在高溫場(chǎng)所，以便 能夠有效地利用從汽車引擎或焚化爐等排放的熱量等的熱源，并且根 據(jù)設(shè)置場(chǎng)所要求形狀自由。雖然上述專利文獻(xiàn)1所記載的熱電轉(zhuǎn)換才莫塊具有形狀的自由度， 但難以設(shè)置在高溫(例如，250'C程度以上)場(chǎng)所。發(fā)明內(nèi)容于是本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題構(gòu)思而成，其目的在于提供具有形狀的 自由度并且能夠設(shè)置在高溫場(chǎng)所的用于熱電轉(zhuǎn)換模塊的基板及熱電 轉(zhuǎn)換模塊。本發(fā)明的用于熱電轉(zhuǎn)換模塊的基板以陶瓷材料為主要成分并具 有可撓性。依據(jù)本發(fā)明的用于熱電轉(zhuǎn)換模塊的a，由于具有可撓性，例如 可以折彎、彎曲、巻繞，能夠容易地變形為各式各樣的形狀。又，以陶瓷材料為主要成分，因此能夠在比樹(shù)脂薄膜熔化的溫度更高的溫度下使用。因而，具有形狀的自由度，并且能夠在高溫場(chǎng)所使用。此外，"以陶瓷材料為主要成分"指的是陶瓷材料在整個(gè)tt構(gòu)成材料中的
重量比例最大，最好在65wt。/。以上。
在這里，本發(fā)明的用于熱電轉(zhuǎn)換模塊的基板中，陶瓷材料最好是陶瓷纖維的織布或無(wú)紡布。從而，能夠變形為各式各樣的形狀。此外，在本發(fā)明的用于熱電轉(zhuǎn)換模塊的基板中，陶瓷材料最好為
陶瓷粉末，還包含有機(jī)粘合劑(binder)。從而，能夠容易地變形為各式各樣的形狀。再者，通過(guò)加熱，分解并除去有機(jī)粘合劑，使陶瓷粉末燒結(jié)，而能夠保持規(guī)定形狀。
此外，在本發(fā)明的用于熱電轉(zhuǎn)換;f莫塊的基板中，陶瓷材料最好包含從由氧化硅、氧化鉤、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋯及氧化鈰組成的群中選擇的一種以上的氧化物。通過(guò)使用這種氧化物，進(jìn)一步提高;S41的絕緣，g及耐熱性。
此外，在本發(fā)明的用于熱電轉(zhuǎn)換模塊的基板中，有機(jī)粘合劑最好包含從由纖維素類樹(shù)脂、乙烯類樹(shù)脂、聚酯類樹(shù)脂、聚酰胺類樹(shù)脂、聚亞胺酯類樹(shù)脂及丙烯類樹(shù)脂組成的群中選擇的一種以上的樹(shù)脂。通過(guò)使用這種樹(shù)脂，進(jìn)一步提高基板的可撓性。
本發(fā)明的熱電轉(zhuǎn)換模塊，在上述用于熱電轉(zhuǎn)換模塊的a的至少一個(gè)面上，沿基板的長(zhǎng)邊方向彼此相隔地設(shè)有多個(gè)熱電元件，多個(gè)熱電元件的長(zhǎng)邊方向沿著基板的寬度方向，在多個(gè)熱電元件的端部設(shè)有將多個(gè)熱電元件電性串聯(lián)連接的電極。
依據(jù)本發(fā)明的熱電轉(zhuǎn)換模塊，多個(gè)熱電元件在基K的至少一個(gè)面上，使各熱電元件的長(zhǎng)邊方向沿著基板的寬度方向且在長(zhǎng)邊方向上彼jtbfe隔地設(shè)置。因此，在基4反的長(zhǎng)邊方向上，例如可以折彎、彎曲、巻繞，能夠容易地變形為各式各樣的形狀。再者，在多個(gè)熱電元件的端部設(shè)有將多個(gè)熱電元件電性串聯(lián)連接的電極。因此，得到與熱電元
件的排列數(shù)對(duì)應(yīng)的輸出，從而能夠容易地調(diào)整電動(dòng)勢(shì)等的大小。
5在這里，本發(fā)明的熱電轉(zhuǎn)換模塊中，多個(gè)熱電元件也可以具有p
型熱電元件和n型熱電元件，且p型熱電元件和n型熱電元件在基板 的長(zhǎng)邊方向上交互設(shè)置，此外，多個(gè)熱電元件也可以使用p型熱電元 件或n型熱電元件的一種熱電元件。
此外，在本發(fā)明的熱電轉(zhuǎn)換模塊中，熱電元件最好包含從由金屬 復(fù)合氧化物、硅化物、方鈷礦(skutterudite)、絡(luò)合化合物，硼化合 物及含Te的合金組成的群中選擇的一種以上的化合物。從而，在發(fā) 電裝置的情況下，能夠利用比較高溫(例如，400°C~800°C)的熱源 等。
此外，在本發(fā)明的熱電轉(zhuǎn)換模塊中，優(yōu)選還具備收入配置了熱電 元件的用于熱電轉(zhuǎn)換模塊的基板的容器。從而，能夠進(jìn)一步提高模塊 的可靠性。
(發(fā)明效果)
依據(jù)本發(fā)明，能夠提供具有形狀的自由度并且能夠設(shè)置在高溫場(chǎng) 所的用于熱電轉(zhuǎn)換模塊的^i4lA熱電轉(zhuǎn)換模塊。


圖l是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于熱電轉(zhuǎn)換模塊的基板外
》見(jiàn)的余Hf見(jiàn)圖。
圖2是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的熱電轉(zhuǎn)換模塊外觀的斜視
圖，
圖3是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的熱電轉(zhuǎn)換模塊的制造工序的 斜視圖。
圖4是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的熱電轉(zhuǎn)換;漠塊的其它制造工 序的斜視圖。
圖5是表示本發(fā)明的另一實(shí)施方式的熱電轉(zhuǎn)換模塊外觀的斜視圖。
圖6是表示本發(fā)明的又一實(shí)施方式的熱電轉(zhuǎn)換模塊外觀的斜視
6圖。
(符號(hào)說(shuō)明)
l...用于熱電轉(zhuǎn)換模塊的基板；2...熱電轉(zhuǎn)換模塊；3…p型熱電元件；4…n型熱電元件；5、 8、 9...電極；6、 7…輸入/輸出電極。
具體實(shí)施例方式
參照僅為例示而顯示的附圖，并考慮以下的詳細(xì)描述，能夠容易理解到本發(fā)明的想法。接著，參照附圖并說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。在允許的情況下，對(duì)相同的要素采用相同的符號(hào)，并省略重復(fù)的說(shuō)明。
如圖l所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于熱電轉(zhuǎn)換才莫塊的基板1 (以下，也稱為"基板l"),呈現(xiàn)沿規(guī)定方向延伸的片(sheet)形狀，用于至少在其一個(gè)面la上配置后述的多個(gè)熱電元件。長(zhǎng)邊方向(x方向)的長(zhǎng)度及寬度方向(y方向)的長(zhǎng)度沒(méi)有特別限制，但是根據(jù)作為目標(biāo)的熱電轉(zhuǎn)換模塊的輸出(例如，電動(dòng)勢(shì)等)，即熱電元件的配置數(shù)目適當(dāng)決定。例如，寬度為lcm-5cm,長(zhǎng)度為5cm-50cm程度，通常將1Om 100m的長(zhǎng)尺形的片材適當(dāng)切斷后使用。此外，基板1的厚度優(yōu)選為0.5mm ~ 5mm,更優(yōu)選為lmm ~ 3mm。該厚度小于0.5mm時(shí)，有強(qiáng)度不夠的傾向，而超過(guò)5mm時(shí)有可撓性下降的傾向。
本實(shí)施方式的基板l以陶瓷材料為主要成分并具有可撓性。具體地說(shuō)，最好由包含陶瓷粉末及有機(jī)粘合劑的復(fù)合材料構(gòu)成。陶瓷粉末最好在規(guī)定溫度下燒結(jié)并且絕緣性高的氧化物，例如可以舉出氧化硅、氧化4丐、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋯、氧化鈰、多鋁紅柱石(mullite)、堇青石(cordierite)等。其中，從低導(dǎo)熱性的方面考慮，最好是氧化鋯、氧化鈰、多鋁紅柱石，堇青石。這些氧化物可以單獨(dú)或組合兩種以上來(lái)使用。此夕卜，根據(jù)需要，陶瓷粉末也可以含有玻璃粉(glass frit )。
此外，有機(jī)粘合劑最好是粘結(jié)上述陶瓷粉末的粘合劑，例如可以舉出纖維素類樹(shù)脂、乙烯類樹(shù)脂、聚酯類樹(shù)脂、聚酰胺類樹(shù)脂、聚亞胺酯類樹(shù)脂、丙烯類樹(shù)脂等。在其中，從成形性、分解性的方面考慮， 最好為纖維素類樹(shù)脂、乙烯類樹(shù)脂、丙烯類樹(shù)脂。這些樹(shù)脂可以單獨(dú) 或組合兩種以上而使用。此外，根據(jù)需要，有機(jī)粘合劑中也可以包含 例如鄰苯二甲酸酯、鄰苯二甲酸二丁酯等的可塑劑。
有機(jī)粘合劑的含有比例相對(duì)于陶乾粉末的100重量部最好是10 重量部 30重量部，若為15重量部~25重量部則更好。該含有比例 小于10重量部時(shí)，有基板的可撓性下降的傾向，當(dāng)超過(guò)30重量部時(shí) 燒結(jié)基板而使用的情況下，有燒結(jié)性下降的傾向。
此外，最好具有高的電絕緣性，即高的熱絕緣性。在偵羞 板l的一端暴露于相對(duì)高溫的部分、使另一端暴露于相對(duì)低溫的部分 的情況下，如果J4！ 1的熱絕緣性低，則從一端到另一端的溫度梯度 就會(huì)變小。又，來(lái)自外部的熱從J^反1傳熱到搭載的熱電元件上，熱 電元件的溫度梯度也會(huì)變小。其結(jié)果，在熱電元件的兩端部上溫度差 變小，得到的輸出變小。因此，基板l最好具有不影響熱電元件的溫 度梯度的程度的絕緣性，即具有1(^Qm以上的比電阻。
接著，就本實(shí)施方式的用于熱電轉(zhuǎn)換模塊的基板的制造方法進(jìn)行 說(shuō)明。首先，將陶瓷粉末和有機(jī)媒介物(vehicle)投入到球磨機(jī)(ball mill)并以規(guī)定時(shí)間混合/混勻，制作出陶瓷膏。在這里，陶瓷粉末最 好采用平均粒子為0.1pm~ 10nm程度的氧化物粒子。當(dāng)平均粒徑小于 O.lnm時(shí)，陶瓷膏的粘度高，在后述的片材成形中有片材厚度不均勻 的傾向。此外，若超過(guò)10阿，則有基板的可撓性下降的傾向。此夕卜， 有初J某介物包含成為有機(jī)粘合劑的樹(shù)脂和溶劑。樹(shù)脂可舉出乙基纖維 素等的纖維素類樹(shù)脂；聚乙烯醇縮丁眵等的乙烯類樹(shù)脂，'聚酯類樹(shù)脂； 聚酰胺類樹(shù)脂；聚亞胺酯類樹(shù)脂；丙烯類樹(shù)脂等。這些樹(shù)脂可以單獨(dú) 或組合兩種以上而使用。作為溶劑，例如可舉出松油醇、丁基卡必醇 (butylcarbitol)、羥丁酮、甲苯、二甲苯、乙醇、甲基乙基甲酮等的 有機(jī)溶劑。這些溶劑可單獨(dú)或組合兩種以上而使用。
樹(shù)脂的配合比例相對(duì)于陶乾粉末IOO重量部最好為IO重量部~ 30重量部，若為15重量部~25重量部則更好。如果該配合比例小于IO重量部，則有皿強(qiáng)度下降的傾向，若超過(guò)30重量部則在燒結(jié)J4！而使用的情況下，有燒結(jié)性下降的傾向。此外，溶劑的配合比例相對(duì)于陶瓷粉末IOO重量部，最好為100重量部~500重量部，若為150重量部~300重量部則更好。若該配合比例小于IOO重量部，則有陶瓷膏中的陶瓷粉末或樹(shù)脂的分敉性下降的傾向，若超過(guò)500重量部，則有在制造成本上出問(wèn)題的傾向。
此外，陶瓷膏中，除了上述以外也可以添加鄰苯二甲酸酯或鄰苯二曱酸二丁酯等的可塑劑、^t劑、玻璃粉、絕緣體等，其添加量相對(duì)于陶瓷粉末IOO重量部，為0.5重量部~ 8重量部程度。
接著，利用刮刀(doctor blade)法等的厚膜形成技術(shù)，在PET (聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)薄膜等的克來(lái)膜(carryfilm)上涂敷上述陶瓷材料膏，在130。C-20(TC程度下進(jìn)行干燥，除去溶劑。從而，能夠形成每層厚度為0.5mm ~ 5mm程度的片形狀的軟質(zhì)陶瓷片(greensheet)。然后，通過(guò)將該軟質(zhì)陶資片疊層1張或2張以上，能夠制作出0.5mm - 5mm程度的用于熱電轉(zhuǎn)換模塊的基板1 。
以上的本實(shí)施方式的用于熱電轉(zhuǎn)換模塊的基板l具有可撓性，因此例如可以折彎、彎曲、巻繞，能夠容易地變形為各式各樣的形狀。又，以陶瓷材料為主要成分，因此能夠在比樹(shù)脂薄膜熔化的溫度高的溫度下使用。因而，具有形狀的自由度，并且能夠在高溫場(chǎng)所使用。
此外，本實(shí)施方式的用于熱電轉(zhuǎn)換模塊的基板1是具有包含氧化物的陶瓷粉末和有機(jī)粘合劑的復(fù)合材料。因此，加熱該m 1，首先就會(huì)分解并除去有機(jī)粘合劑，進(jìn)而提高加熱溫度，陶資粒子就會(huì)開(kāi)始燒結(jié)，最終成為陶瓷材料的燒結(jié)體。因而，能夠保持上述那樣折彎、彎曲、巻繞后的形狀。
再者，基板l中，陶瓷材料也可以由陶瓷纖維的織布或無(wú)紡布形成。該陶瓷纖維的織布或無(wú)紡布包含例如氧化鋁、氧化硅，即使在900。C左右的高溫下也具有可撓性。此外，陶瓷纖維能夠利用其直徑
9為7|jm~l(Htm程度的陶瓷纖維。此外，陶瓷纖維的織布或無(wú)紡布的 厚度為0.5mm-3mm程度。再者，根據(jù)需要，該織布或無(wú)紡布中也可 以含有陶瓷粉末或燒結(jié)抑制材料。
接著，就本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的熱電轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)^S兌明。如圖 2所示，在本實(shí)施方式的熱電轉(zhuǎn)換^莫塊2中，多個(gè)p型熱電元件3和 多個(gè)n型熱電元件4在上述J411的一個(gè)面la上，以使多個(gè)p型熱電 元件3及多個(gè)n型熱電元件4的長(zhǎng)邊方向(y方向)沿著M 1的寬 度方向(y方向)的方式，在基板1的長(zhǎng)邊方向(x方向)上彼此相 隔地設(shè)置。
p型熱電元件3及n型熱電元件4 (以下，也稱為"熱電元件3、 4")是截面為矩形狀的棒狀構(gòu)件，在基板1上例如用無(wú)機(jī)粘接劑等 來(lái)固定。作為p型熱電元件3，例如可舉出Ca3Co409或NaxCo02等的 金屬?gòu)?fù)合氧化物；MnSi,."、 Fe卜xMnxSi2、 Sio.8Ge。.2、卩-FeSi2等的硅 化物；CoSb3、 FeSb3、 RFe3CoSb12 (R表示La、 Ce或Yb)等的方鈷 礦；BiTeSb、 PbTeSb等的含Te的合金等。此外，作為n型熱電元件 4,例如可舉出SrTi03、 Zn卜xAlxO、 CaMn03、 LaNi03、 BaxTi8016、 Ti卜xNbxO等的金屬?gòu)?fù)合氧化物；Mg2Si、 Fe卜xCoxSi2、 Sia8Gea2、 (3-FeSi2等的硅化物；方鈷礦；Ba8Al12Si3Q、 BasAl!2Ge3。等的絡(luò)合化合物； CaB6、 SrB6、 BaB6、 CeB6等的硼化合物；BiTeSb、 PbTeSb等的含Te 的合金等。在其中，從制造成本、大氣中的穩(wěn)定性的方面考慮，最好 ^_金屬?gòu)?fù)合氧化物的熱電元件，若為p型熱電元件是Ca3Q)409、 n型 熱電元件是CaMn03的組合則更好。此外，這些熱電元件尤其在700 °C -800。C程度下體現(xiàn)高的熱電特性，因此能夠特別適合在利用高溫 的熱源的發(fā)電裝置上使用。
此外，在a 1上交互地配置的多個(gè)p型熱電元件3和多個(gè)n型 熱電元件4，通過(guò)板狀的電極5來(lái)電性串聯(lián)連接。以下，做具體說(shuō)明。 此外，熱電元件的一端部表示與基板1的寬度方向的一端部lb側(cè)對(duì) 應(yīng)的熱電元件的端部3a、 4a,熱電元件的另一端部表示與M 1的寬度方向的另一端部lc側(cè)對(duì)應(yīng)的熱電元件的端部3b、 4b。
在基fel的長(zhǎng)邊方向的一端^:置的p型熱電元件3i的一端部設(shè)有 輸入/輸出電極6。此外，p型熱電元件3,通過(guò)鄰接的n型熱電元件4！ 和從p型熱電元件3,的另一端部設(shè)置到n型熱電元件4i的另一端部的 電極5,來(lái)電連接。而且，n型熱電元件4,通過(guò)與其它鄰接的p型熱電 元件32和從n型熱電元件+的一端部設(shè)置到p型熱電元件32的一端 部的電極52來(lái)電連4妻。又，通過(guò)鄰接的熱電元件3、 4的一個(gè)端部上 的上述那樣電極5的M，重復(fù)各熱電元件3、 4的電連接。再者， 在基板1的長(zhǎng)邊方向的另 一端設(shè)置的n型熱電元件4n的一端部設(shè)有輸 ^/輸出電極7。由此在各輸^v/輸出電極6、 7間，各熱電元件3、 4電 性串聯(lián)連接。
此外，在本實(shí)施方式中，多個(gè)p型熱電元件3和多個(gè)n型熱電元 件4在長(zhǎng)邊方向上交互相隔地排列，但也可以是只排列多個(gè)p型熱電 元件或n型熱電元件的任一種熱電元件的結(jié)構(gòu)。該場(chǎng)合，要將熱電元 件電性串聯(lián)連接時(shí)，例如可以通過(guò)電極來(lái)電連接p型熱電元件的一端 部和鄰接的p型熱電元件的另一端部。此外，也可以將多個(gè)熱電元件 3、 4設(shè)置在基板1的兩面。
該熱電轉(zhuǎn)換模塊2能夠通過(guò)^1^1的寬度方向的一端部lb側(cè)成 為相對(duì)高溫、使另一端部lc側(cè)成為相對(duì)低溫，來(lái)在各輸/J輸出電極 6、 7發(fā)生電動(dòng)勢(shì)。此外，也能夠通it^"各輸入/輸出電極6、 7施加電 壓，來(lái)使基板1的寬度方向的一端部lb側(cè)成為相對(duì)高溫或低溫，使 另一端部lc側(cè)成為相對(duì)低溫或高溫。此外，通過(guò)增減p型熱電元件3 及n型熱電元件4的排列數(shù)目，能夠調(diào)整電動(dòng)勢(shì)或溫度差，因此根據(jù) 熱電轉(zhuǎn)換裝置的使用目的而適當(dāng)決定排列數(shù)目。
電極5的材料能夠采用金屬或合金。熱電轉(zhuǎn)換模塊2的相對(duì)高溫 側(cè)的材料，例如可舉出Zr、 Axi、 Ag、 Pt、 Pd、 Cu、 Ti、 Ni、 Mo、 Zn、 W、 V等的金屬或這些金屬的合金等。另一方面，相對(duì)低溫側(cè)的材料， 例如可舉出Bi、 Sn、 Ag、 Cu、 Pt、 Al、 Au、 Fe、 Mo、 Zn、 Pb等的金屬或這些金屬的合金等。由于使用這些材料的電極的耐熱性、耐食 性、對(duì)熱電元件的粘接性得到改善，特別適合在利用高溫的熱源的發(fā) 電裝置上使用。
接著，就本實(shí)施方式的熱電轉(zhuǎn)換模塊的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。如圖
3所示，首先，(a)按上述的順序形成基板l。接著，(b)在該M 1的一個(gè)面la上，排列規(guī)定數(shù)目的p型熱電元件3及n型熱電元件4， 使各熱電元件3、 4的長(zhǎng)邊方向沿著基板1的寬度方向，并在a 1 的長(zhǎng)邊方向上彼此相隔。這時(shí)，基板1和各熱電元件利用無(wú)機(jī)粘接劑 等來(lái)固定。然后，(c)用無(wú)機(jī)粘接劑等，將板狀的電極5接合到各熱 電元件的與基板1的接合面對(duì)應(yīng)的面的規(guī)定位置上。進(jìn)而，(d)用 無(wú)機(jī)粘接劑等，將各輸/v/輸出電極6、 7接合到基板1的長(zhǎng)邊方向的 兩端的各熱電元件上。從而，(e)能夠制作出可變形為規(guī)定形狀的熱
電轉(zhuǎn)換模塊2。此外，也可以通過(guò)加熱至規(guī)定溫度，保持規(guī)定形狀。
再者，如圖4所示，將電極5預(yù)先形成在基板1上也可。即，首 先，(a)形成tol, (b)在基板l的一個(gè)面la上的規(guī)定位置上設(shè) 置電極5。然后，(c)在電性串聯(lián)連接的位置上配置各熱電元件3、 4, (d)在基板1的長(zhǎng)邊方向的兩端的各熱電元件4 設(shè)置各輸^/輸 出電極6、 7也可。從而，能夠制作出可變形為規(guī)定形狀的熱電轉(zhuǎn)換 模塊2。此外，(e)也可以通過(guò)加熱至規(guī)定溫度，保持規(guī)定形狀。在 這里，能夠利用濺鍍或蒸鍍等的薄膜技術(shù)、網(wǎng)版印刷、電鍍等方法， 在基板1上形成電極5。此外，熱電元件也可以利用'戚鍍或蒸鍍等的 薄膜技術(shù)或在上述熱電元件材料加入有機(jī)々某介物并膏化后網(wǎng)版印刷 來(lái)形成。
以上的本實(shí)施方式的熱電轉(zhuǎn)換模塊2中，多個(gè)熱電元件3、 4在基 板1的至少一個(gè)面la上，以使各熱電元件3、 4的長(zhǎng)邊方向沿著^！ 1的寬度方向的方式，在長(zhǎng)邊方向上彼此相隔地設(shè)置。因此，在基板 的長(zhǎng)邊方向上，例如可以折彎、彎曲、巻繞，能夠容易地變形為各式 各樣的形狀。再者，在多個(gè)熱電元件3、 4的端部設(shè)有將多個(gè)熱電元
12件3、 4電性串聯(lián)連接的電極5。因此，得到與熱電元件3、 4的排列 數(shù)目對(duì)應(yīng)的輸出，從而能夠容易地調(diào)整電動(dòng)勢(shì)等的大小。
接著，就另一實(shí)施方式的熱電轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行說(shuō)明。如圖5所示， 另一實(shí)施方式的熱電轉(zhuǎn)換模塊2A是疊層兩個(gè)以上的上述熱電轉(zhuǎn)換模 塊2來(lái)形成。即，2個(gè)熱電轉(zhuǎn)換才莫塊2" 22以使形成了各熱電元件3、 4的一側(cè)相向的方式，在各熱電轉(zhuǎn)換模塊2！、 22之間夾著用于熱電轉(zhuǎn) 換模塊的基板l接合，從而形成l單元的疊層模塊2a。又，該疊層模 塊2a中，在長(zhǎng)邊方向的一端部利用電極8來(lái)連接各熱電轉(zhuǎn)換模塊 22,從而疊層模塊2a的全部熱電元件3、 4電性串聯(lián)連接。進(jìn)而，接 合與此相同樣結(jié)構(gòu)的其它疊層模塊2b和疊層模塊2a,利用電極9在 長(zhǎng)邊方向的另一端部上連接各疊層模塊2a、 2b,從而形成全部熱電元 件3、 4電性串聯(lián)連接的熱電轉(zhuǎn)換模塊2A。
依據(jù)該另一實(shí)施方式，由于具有疊層結(jié)構(gòu)，提高了熱電轉(zhuǎn)換模塊 2A的強(qiáng)度，并且提高了熱電元件密度。
此外，就又一實(shí)施方式的熱電轉(zhuǎn)換;f莫塊進(jìn)'行:說(shuō)明。如圖6所示， 本實(shí)施方式的熱電轉(zhuǎn)換模塊2B中，搭栽了上述熱電元件3、 4的基板 1 (熱電轉(zhuǎn)換模塊2)根據(jù)需要而變形(例如，巻繞)，并收入規(guī)定形 狀(例如，圓筒狀)的容器11。該容器11的材料能夠采用鎳基合金 (例如，哈斯特絲(Hastelloy)、因^(Inconel)(均為登記商 標(biāo)))或不銹鋼(例如，SUS304、 SUS316)等耐熱性合金、上述基 板l所使用的陶瓷材料等。在使用基板l所使用的陶瓷材料時(shí)，根據(jù) 需要也可以含有樹(shù)脂。
而且，依據(jù)該又一實(shí)施方式，由于搭載了熱電元件3、 4的基敗1 收入到容器ll中，所以進(jìn)一步提高熱電轉(zhuǎn)換模塊2B的強(qiáng)度。此外， 容器ll具有耐熱性，因此可在比較高溫下使用。
以上，對(duì)本發(fā)明的合適的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不局 限于上述實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種用于熱電轉(zhuǎn)換模塊的基板，以陶瓷材料為主要成分并具有可撓性。
2. 如權(quán)利要求l所述的用于熱電轉(zhuǎn)換模塊的基板，其中， 所述陶瓷材料為陶瓷纖維的織布或無(wú)紡布。
3. 如權(quán)利要求l所述的用于熱電轉(zhuǎn)換模塊的基板，其中， 所述陶瓷材料為陶瓷粉末，還包含有機(jī)粘合劑。
4. 如權(quán)利要求1 ~3中任一項(xiàng)所述的用于熱電轉(zhuǎn)換模塊的基板， 其中，所述陶瓷材料包含從由氧化硅、氧化鈣、氧化鋁、氧化鎂、氧化 鋯、氧化镩、多鋁紅柱石及堇青石組成的群中選擇的一種以上的氧化 物。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的用于熱電轉(zhuǎn)換模塊的基板，其中， 所述有機(jī)粘合劑包含從由纖維素類樹(shù)脂、乙烯類樹(shù)脂、聚酯類樹(shù)脂、聚酰胺類樹(shù)脂、聚亞胺酯類樹(shù)脂及丙烯類樹(shù)脂組成的群中選擇的 一種以上的樹(shù)脂。
6. —種熱電轉(zhuǎn)換模塊，其中，在權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述的用于熱電轉(zhuǎn)換模塊的基板的至 少一個(gè)面上，沿所述基板的長(zhǎng)邊方向彼此相隔地設(shè)有多個(gè)熱電元件， 所述多個(gè)熱電元件的長(zhǎng)邊方向沿著所述基板的寬度方向，在所述多個(gè)熱電元件的端部設(shè)有將該多個(gè)熱電元件電性串聯(lián)連 接的電極。
7. 如權(quán)利要求6所述的熱電轉(zhuǎn)換模塊，其中， 所述多個(gè)熱電元件具有p型熱電元件和n型熱電元件， 所述p型熱電元件和所述n型熱電元件在所述^i^反的長(zhǎng)邊方向上交互i殳置。
8. 如權(quán)利要求6所述的熱電轉(zhuǎn)換模塊，其中，所述多個(gè)熱電元件為p型熱電元件或n型熱電元件。
9. 如權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的熱電轉(zhuǎn)換模塊，其中， 所述熱電元件包含從由金屬?gòu)?fù)合氧化物、硅化物、方鈷礦、絡(luò)合化合物、硼化合物及含Te的合金組成的群中選擇的一種以上的化合 物。
10. 如權(quán)利要求6~9中任一項(xiàng)所述的熱電轉(zhuǎn)換模塊，其中， 還具備收入配置了所述熱電元件的所述用于熱電轉(zhuǎn)換模塊的基板的容器。
全文摘要
用于熱電轉(zhuǎn)換模塊的基板(1)以陶瓷材料為主要成分并具有可撓性。此外，熱電轉(zhuǎn)換模塊(2)在用于熱電轉(zhuǎn)換模塊的基板(1)的至少一個(gè)面上，使各熱電元件(3、4)的長(zhǎng)邊方向沿著基板(1)的寬度方向的方式沿基板(1)的長(zhǎng)邊方向排列設(shè)置多個(gè)熱電元件(3、4)，在多個(gè)熱電元件(3、4)的端部設(shè)有將多個(gè)熱電元件(3、4)電性串聯(lián)連接的電極(5)。
文檔編號(hào)H01L35/30GK101632182SQ20088000791
公開(kāi)日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2008年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月13日
發(fā)明者內(nèi)田義男, 廣山雄一 申請(qǐng)人:住友化學(xué)株式會(huì)社