CN104798216A - 制造热电模块的方法及热电模块 - Google Patents

Abstract

提供了一种制造在形状方面具有高自由度、低成本的热电模块的技术。一种热电模块的制造方法包括：形成其中以预定形式布置有第一热电元件的第一蜡模10；由第一蜡模10形成第一模具；通过将第一热电材料的熔融金属浇注至第一模具中以使熔融金属凝固来铸造第一热电元件的组；形成表示第二热电元件的布置的第二蜡模20以通过与第一热电元件连接来形成热电模块；由第二蜡模20形成第二模具；通过将第二热电材料的熔融金属浇注至第二模具中以使熔融金属凝固来铸造第二热电元件的组；以及将第一热电元件的组与第二热电元件的组串联地电连接。

Description

制造热电模块的方法及热电模块

技术领域

(相关申请的交叉引用)

本申请要求基于2012年11月20日在日本提交的日本专利申请2012-254261的优先权，其全部公开内容通过引用合并到本文中。

本发明涉及应用铸造法的制造热电模块的方法，以及通过该方法制造的热电模块。

背景技术

可以将热能直接转换为电能的热电转换技术作为回收和利用未被利用的废热的技术之一而引起关注。作为实现热电转换的一种手段，利用塞贝克(Seebeck)效应的热电模块被熟知。热电模块为具有由两种类型的金属或半导体构成的成对的热电材料的组合件，一种类型与另一种类型交替。热电模块的主要结构通常被称作π型结构，其中由p型半导体和n型半导体构成的热电材料交替地以二维布置，并且这些热电材料经由电极串联地电连接和并联地热连接。在具有π型结构的热电模块中，当在上侧与下侧之间存在温度差时，承载电荷的载体沿着从高温侧向低温侧流动的热通量而扩散，并且因为其载体具有不同极性的材料被交替地布置，所以在通过例如连接负载而构成闭合电路的情况下电流沿一个方向流动，由此产生电能。

作为用于具有π型结构的热电模块的制造方法，已知如下方法：其中通过热压法等来形成热电材料的锭，在基板上设置从锭切割出的热电转换元件，以及通过钎焊、金属化等来形成电极。PTL(专利文献)1(JP2005-217055A)公开了一种通过下述步骤将焊膏粘附至热电元件的技术：在基板的电路导体上印刷焊膏；在支承构件上布置多个n型热电元件和p型热电元件；以及将元件转录(transcribing)在焊膏上然后加热。

PTL 2(JP2010-135455A)公开了一种通过使用作为原材料的合金来制造热电转换模块的技术，该合金包括至少一种选自Bi和Sb的元素以及至少一种选自Te和Se的元素。在PTL 2中公开的热电转换模块的制造方法中，材料一旦熔化即将其形成为锭，加热锭并使锭再使其熔化，以及通过液体淬火方法来冷却材料并且形成为粉末。将得到的粉末置于模具内，在氩气的气氛下加热并挤压出，由此形成为具有必要强度的热电材料。得到的热电材料被加工成热电模块。

引文列表

专利文献

PTL 1：JP2005-217055A(第0033段至第0047段)

PTL 2：JP2010-135455A(实施例1，图1)

发明内容

技术问题

上述专利文献的公开内容通过引用合并到本文中。

下文给出了针对本发明的分析。

在热电材料的常规制造方法中，通过下述过程来制造具有高强度的热电材料：熔化用于热电材料的包含Bi、Te等的原材料以形成锭；再次加热锭至熔化；冷却熔融材料以通过单辊法、双辊法、气体雾化法和旋转圆盘法等来形成粉末；以及挤出粉末。然而，这样的制造方法需要两次熔化过程并且导致大的能量消耗的问题。此外，用于热电模块的常规制造方法需要处理(例如切片(slicing)或切块(dicing))以切出(cut out)经挤压的热电材料，并且由于在处理中大的余量(margin)而导致产量低下的问题。此外，因为在排列热电元件的步骤中，必需精确地设置大量热电元件的位置并且将它们排列在基板上，所以存在关于低生产率的制造成本增加的问题。

针对要解决问题而做出本发明以提供制造热电模块的方法，该方法不需要下述步骤：从热电材料切出具有必要形状的热电元件的步骤；在基板上排列热电元件的步骤；以及在热电元件之间使电极成形的步骤。本发明的目的是，通过提供一种包括较少数目步骤的热电模块的新的制造方法来提供在形状上具有高自由度的热电模块的制造技术。

问题的解决方案

第一方面涉及制造热电模块的方法。制造热电模块的方法包括：形成第一蜡模，该第一蜡模呈现以预定形式布置作为p型热电元件或n型热电元件的第一热电元件的状态；通过使其中埋置有第一蜡模的造型材料固化并且使第一蜡模熔出而形成第一模具；以及通过将第一热电材料的熔融金属浇注至第一模具中以使熔融金属凝固来铸造以预定形式布置的第一热电元件的组(第一铸造步骤)。另外，根据本发明制造热电模块的方法包括：形成第二蜡模，该第二蜡模呈现以能够连接第一热电元件的预定形式布置的第二热电元件的状态，第二热电元件为连接第一热电元件以形成热电模块的n型热电元件或p型热电元件；通过使其中埋置有第二蜡模的造型材料固化并且使第二蜡模熔出而形成第二模具；通过将第二热电材料的熔融金属浇注至第二模具中以使熔融金属凝固来铸造以预定形式布置的第二热电元件的组(第二铸造步骤)；以及将第一热电元件的组与第二热电元件的组串联地电连接(结合步骤)。

本文中提及的p型热电元件为使用下述材料的热电元件，该材料使用电子的缺失(被称为空穴)作为承载电荷的“载体”。n型热电元件为使用下述材料的热电元件，该材料使用自由电子作为承载电荷的“载体”。

在制造热电模块的优选的方法中，优选的是，蜡模被一体地设置有浇口/浇道模型，该浇口/浇道模型为用于热电材料的熔融金属的流动通道；形成蜡模组合件，其中多个蜡模经由浇口/浇道模型以树状连接；以及使用由蜡模组合件形成的模具在一个铸造步骤中同时铸造多个热电元件的组。

在制造热电模块的优选的方法中，可以形成通过蜡模呈现的热电元件使得热电元件的底部沿预定弯曲表面放置；并且可以使得所铸造的热电元件的组能够布置在预定弯曲表面上。优选地，当形成第二模具时，第二模具与第一热电元件的组结合；并且通过将第二热电材料的熔融金属浇注至第二模具中以使熔融金属凝固来铸造热电模块，在该热电模块中第一热电元件的组与第二热电元件的组彼此接合。可以使用与第一热电元件的组结合的第二模具来同时执行第二铸造步骤和接合步骤。

第二方面提供了制造热电模块的另一方法。制造热电模块的方法包括：形成第一蜡模，该第一蜡模呈现以预定形式布置作为p型热电元件或n型热电元件的第一热电元件的状态；通过使其中埋置有第一蜡模的造型材料固化并且使第一蜡模熔出而形成第一模具；以及通过将第一热电材料的熔融金属浇注至第一模具中以使熔融金属凝固来铸造以预定形式布置的第一热电元件的组。根据本发明的制造热电模块的方法还包括：形成第二蜡模，该第二蜡模呈现以能够与第一热电元件串联地电连接的预定形式布置第二热电元件的状态，第二热电元件为连接第一热电元件以形成热电模块的n型热电元件或p型热电元件；将第一热电元件的组与第二蜡模组合；通过使其中埋置有第一热电元件的组与第二蜡模的组合的造型材料固化并且使第二蜡模熔出以形成与第一热电元件的组结合的第二模具；以及通过将第二热电材料的熔融金属浇注至第二模具中以使熔融金属凝固来铸造热电模块，在该热电模块中第一热电元件的组与第二热电元件的组接合。

第三方面提供了一种新的热电模块。在本发明的热电模块中，以预定二维布置铸造的p型热电元件的组以使得能够与p型热电元件的组接合的预定二维布置铸造的n型热电元件的组串联地电连接。

发明的有益效果

根据这些方面，可以结合通过借助铸造法来制造热电模块的常规步骤：粉末化原材料、切割热电材料、排列热电元件和连接热电元件，因此，可以简化设备并且降低制造成本。因为在精密铸造中使用的蜡模能够用于呈现具有期望形状的热电元件，所以还可以提高在热电模块的形状设计方面的自由度。

附图说明

[图1]图1为根据一个示例性实施方案的表示第一热电元件的组的第一蜡模10的透视图。

[图2]图2为根据一个示例性实施方案的表示第二热电元件的组的第二蜡模20的透视图。

[图3]图3为示出了所铸造的第一热电元件的组与所铸造的第二热电元件的组结合的状态的透视图。

[图4]图4为示出了第一热电元件1与第二热电元件4结合的状态的平面图。

[图5]图5为根据另一示例性实施方案的呈现第一热电元件的组的第一蜡模50的透视图。

[图6]图6为示意性示出了以底部表面沿圆柱布置的方式铸造的所铸造的热电元件的组60的平面图。

[图7]图7为其中有以树状连接的多个蜡模30的蜡模组合件35的透视图。

[图8]图8为示出了根据另一示例性实施方案的第一热电元件41与第二热电元件42结合的状态的平面图。

[图9]图9为示出了根据一个示例性实施方案的制造热电模块的过程的流程图。

[图10]图10为示出了根据另一示例性实施方案的制造热电模块的过程的流程图。

[图11]图11为示出了根据又一示例性实施方案的制造热电模块的过程的流程图。

具体实施方式

参考附图，下文将说明根据本公开内容的一个示例性实施方案的制造热电模块的方法及通过该方法制造的热电模块。另外，也将提及本公开内容的其他示例性实施方案和优选的模式。

图9示出了根据本示例性实施方案的制造热电模块的过程的流程图。在本示例性实施方案中，通过在精密铸造法中应用失蜡法来制造热电模块。根据本示例性实施方案的制造热电模块的方法包括：形成蜡模；形成模具；以及铸造。在形成蜡模的形成步骤中，使用蜡形成具有热电元件的本体以及在一个本体中的附件(attachment)(例如浇道、浇口等)的模型。在模具的形成中，将形成的蜡模固定在耐热金属容器中，并且将用于成为模具的填充材料(可选的包括粘合剂)以浆状浇注至容器中并固化。接下来，执行“脱蜡”，其中通过对固化的造型材料进行加热来熔化并去除蜡，并且通过在高温下进一步烧制来对模具进行成形。在铸造步骤中，将熔融金属浇注至得到的模具中并冷却。最后，通过破坏模具而获得铸造产品。本示例性实施方案包括通过该精密铸造法铸造第一热电元件的组和第二热电元件的组，以及将第一热电元件的组和第二热电元件的组结合。

下文将详细说明制造热电模块的方法中的每个步骤。在第一蜡模的形成步骤(S1)中，形成第一蜡模10，所述第一蜡模10复制了具有一定数目的行和列的二维图案布置的多个第一热电元件的状态。图4示出了在本示例性实施方案中复制的第一热电元件1。在第一热电元件1中，用于与第二热电元件4的上部连接的连接部3a在具有四方棱柱形状的主体2的上部处突出，并且在连接部3a的末端中设置平坦连接表面。用于与第二热电元件4的下部连接的连接部3b在主体2的下部处突出，并且在连接部3b的末端中设置平坦连接表面。连接部3a的突出的方向和连接部3b的突出的方向彼此相差90度或180度，使得连接部3a与连接部3b分别连接不同的第二热电元件。

图1示出了在第一蜡模的形成步骤(S1)中形成第一蜡模10的透视图。在本示例性实施方案中制造的热电模块中，以具有行和列的二维图案交替地布置第一热电元件和第二热电元件。因此，在第一热电元件的模型11中，在第一热电元件的前、后、左和右中设置用于一个第二热电元件的空间(间隔)的状态下，以具有行和列的二维图案布置第一热电元件。复制第一热电元件的主体2作为主体模型12。复制连接部3a和连接部3b作为连接部模型13a和连接部模型13b。在第一蜡模10的上部中，设置用于引入热电材料的熔融金属的多个浇道模型14作为附件，并且第一热电元件的全部模型11的上部连接在一个本体中的浇道模型14的下侧。全部浇道模型14还穿过浇道模型15连接浇道模型16。形成浇道模型16的上部，使得浇道模型16的上部连接浇口模型(未示出)。

在第一蜡模的形成步骤中，通过应用注塑成型法或快速原型方法来真实复制第一热电元件的组和附件的形状。可替代的，可以通过使用3D打印机使用蜡来复制第一热电元件1的形状。

接下来，在根据本示例性实施方案的制造热电模块的方法中，执行第一模具的形成步骤(S2)。在该形成步骤中，在耐热金属容器中固定第一蜡模10，并且将作为造型材料的填充材料以浆状浇注至容器中。优选的是，浇注用于模制材料的填充材料直至与第一蜡模10的浇口模型对应的周围位置填充有填充材料的状态为止。作为填充材料，例如考虑到待被铸造的熔融金属的温度，可以使用石膏或氧化硅类型的填充材料。可以通过将蜡模放(埋置)入预先装满有填充材料的容器内来执行该形成步骤。在浇注填充材料之后，施加超声波或振动以去除粘附至模具的气泡，执行干燥，并且通过使填充材料固化(固化或硬化)来形成模具。可以通过施加真空或减小压力来去除气泡。接下来，在旋转整个金属容器的状态下，在比蜡的熔化温度高的温度下对固化的填充材料进行加热使得将浇口16面向下侧，并且使蜡熔化并流出。通过在高温下烧制来完成模具。在蜡流出之后，在模具的内部形成腔，该腔的形状对应于第一热电元件的组的形状、浇道模型14、15、16的形状以及浇口模型的形状。

使用完成的模具，执行第一铸造步骤(S3)。在第一铸造步骤中，在空气气氛下、在真空下或在惰性气体的气氛下熔化第一热电材料以转换为熔融金属，并且从形成的浇口浇注熔融金属并使熔融金属凝固以获得铸造产品。在该步骤中，如果熔融金属的流动性差，则可以应用压铸法或真空铸造法以提高流动性，由此复制具有多种性能的熔融金属。当形成蜡模10时，可以适当地修改浇道的形状、位置和/或数目以提高流动性，由此复制具有不同性能的热电材料。

在该铸造步骤中，在第一热电材料的温度达到凝固温度后，立即将金属容器放入水中以对整个本体进行淬火，并且因此可以容易地从填充材料中取出完成的铸造产品。如果不执行淬火，可以在充分冷却后取出整个铸造产品，并且可以通过喷砂处理、研磨等来从铸造产品中去除填充材料。完成的铸造产品由第一热电材料形成，并且具有将布置的第一热电元件1与由在浇道或浇口中凝固的热电材料而制成的附件9结合的形状。

可以独立于第一蜡模的形成步骤来执行第二蜡模的形成步骤(S4)。在第二蜡模的形成步骤中，形成第二蜡模20。第二蜡模20给出了以预定二维图案布置的第二热电元件的组的复制，使得第二热电元件与第一热电元件串联地电连接。在本示例性实施方案中复制的第二热电元件4(参见图4)中，用于与第一热电元件1的上部连接的连接部6a在具有四方棱柱形状的主体5的上部处突出，并且在连接部6a的末端中设置平坦连接表面。用于与第一热电元件1的下部连接的连接部6b在主体5的下部处突出，并且在连接部6b的末端中设置平坦连接表面。

图2示出了复制第二热电元件的组的第二蜡模20的透视图。以与第一热电元件1的位置互补的图案布置第二热电元件的模型24。复制第二热电元件4的主体5作为主体模型25。复制连接部6a和连接部6b作为连接部模型26a和连接部模型26b。另外，在第二蜡模20的下部中，设置用于引入第二热电材料的熔融金属的多个浇道模型27，将第二热电元件的全部模型24的底部连接至浇道模型27的上表面以形成一体化的本体。还将全部浇道模型27连接至具有浇口模型(未示出)的浇道模型28。与第一蜡模的形成步骤相同的方式，在第二蜡模的形成步骤中，通过应用注塑成型法或快速原型方法或使用3D打印机使用蜡来真实复制第二热电元件4的形状。

可以以与第一模具的形成步骤(S2)相同的模式来执行第二模具的形成步骤(S5)。可以以与第一铸造步骤(S3)相同的模式来执行第二铸造步骤(S6)。通过铸造步骤(S6)完成的铸造产品由第二热电材料制成，并且具有将布置的第二热电元件4与附件9结合的形状。

在结合步骤(S7)中，如图3所示，设置在第一热电元件1的连接部3a的末端处的连接表面的位置，使得该位置与在第二热电元件4的连接部6a的末端处的连接表面的位置匹配，同时设置在第一热电元件1的连接部3b的末端处的连接表面的位置，使得该位置与在第二热电元件4的连接部6b的末端处的连接表面的位置匹配，并且使这些位置结合。作为结合方式，所以可以合适地使用扩散接合、冷焊、熔融接合等。当完成连接时，全部第一热电元件1和第二热电元件4彼此串联地交替并电连接。

在附件的去除步骤(S8)中，切割或研磨待去除的除第一热电元件1和第二热电元件4之外的附件9。通过去除附件9，完成热电模块，在该热电模块中串联地交替布置第一热电元件和第二热电元件。

如上说明，根据本示例性实施方案制造热电模块的方法可以通过使每种热电材料一旦熔化就进行铸造来获得每个热电元件，并且相比于常规方法，该方法可以减少在制造中的能量消耗。因为对于制造热电模块的常规方法所必需的热电材料的切割过程在本发明的方法中是不必要的，所以提供了相对于原材料产量高的效果。因为在一个本体中铸造热电元件并且以预定形式布置热电元件的状态铸造热电元件，所以没必要使用精确定位来在基板上定位热电元件，由此提供了较高的大规模生产率。

<制造热电模块的优选方法>

下文将说明优选方法，其中在一个铸造步骤中形成多个热电元件的组，并且能够提高制造热电模块的效率。本示例性实施方案具有的特征是，使用其中以树状连接的多个蜡模的一体化的蜡模组合件来形成多个热电元件的组。将省略与上述示例性实施方案的步骤相同步骤的详细说明。

图10示出了在本示例性实施方案中指出的热电模块的制造方法的流程图。从蜡模的形成步骤到铸造产品的分离步骤，分开执行制造第一热电元件的过程和制造第二热电元件的过程。在蜡模的形成步骤(S11、S16)中，分别形成第一蜡模和第二蜡模。在这些步骤中形成的模型为使以预定形式布置的主体模型组31和沿水平方向延伸的浇道模型32一体化的部分，并对应于图7中由标记30指出的部分。在本示例性实施方案中，接下来，执行对形成的蜡模连接的步骤(S12、S17)。在蜡模的连接步骤(S12、S17)中，通过将在蜡模30中的浇道模型32连接至浇口/浇道模型33来以树状连接多个蜡模30，该浇口/浇道模型33为支柱(prop)形状并且布置在中心。通过在例如使蜡变软的约100摄氏度的温度下加热两个蜡模的连接部分，浇道模型32与浇口/浇道模型33连接。通过第一蜡模的连接步骤(S12)，形成第一蜡模组合件35，其中多个第一蜡模30以树状连接(结合)。通过第二蜡模的连接步骤，形成第二蜡模组合件，其中多个第二蜡模以树状连接。

在模具的形成步骤(S13、S18)中，将每个得到的蜡模组合件35固定在金属容器中，并且将填充材料浇注至容器中以形成模具。执行铸造步骤(S14、S19)将用于热电材料的熔融金属浇注至得到的模具中，并且可以在一个铸造步骤中同时地铸造多个热电元件的组。将完成的铸造产品分离为热电元件的组(S15、S20)。可以通过执行第一热电元件的组与第二热电元件的组的结合步骤(S21)和附件的去除步骤(S22)来制造热电模块。根据基于本示例性实施方案的制造热电模块的方法，因为可以一次获得多个热电元件的组，所以进一步提高了制造效率(例如，产量)，并且能够以较小的成本制造热电模块。

<根据另一示例性实施方案制造热电模块的方法>

图11示出了根据另一示例性实施方案的制造热电模块的过程的流程图，并且下文将说明每个步骤。在本示例性实施方案中，首先，顺次地执行第一蜡模的形成步骤(S31)、第一模具的形成步骤(S32)和第一铸造步骤(S33)，由此形成其中第一热电元件的组与附件一体化的第一铸造产品。接下来，形成第二热电元件的组的蜡模(S34)。第二热电元件的组的蜡模呈现以预定形式布置的第二热电元件的组的布置和形状，使得将该第二热电元件的组串联地电连接至第一热电元件。接下来，将第一铸造产品的热电元件和第二蜡模的热电元件模型布置成如下状态：第一铸造产品的热电元件的连接表面的位置与第二蜡模的热电元件模型的连接表面的位置彼此匹配(S35)。在使用定位(例如，匹配的位置)来固定第一铸造产品和第二蜡模的状态下，通过在第二蜡模的热电元件模型的连接表面处加热蜡来执行该连接。相反地，可以通过加热在第一铸造产品中的热电元件的连接表面来实现连接。接下来，将中间组合件埋置入作为造型材料的填充材料中，在该中间组合件中，第一铸造产品的连接表面与第二蜡模的连接表面接触，并且使模型固化(硬化或固化)，此后加热模型至熔化以去除(例如，熔出)第二蜡模。因此，在预定位置处形成对应于第二热电元件的组的第二模具，第一热电元件的组串联地电连接至该预定位置(S36)。将第二热电材料的熔融金属浇注至第二模具(的腔)中使该熔融金属凝固，由此制造热电模块，在该热电模块中第二热电材料的熔融金属接触第一热电元件的组的铸造产品，并且第一热电元件和第二热电元件以预定二维图案交替地排列并彼此接合(S37)。根据基于本示例性实施方案的制造热电模块的方法，可以省略在上文示例性实施方案中所说明的结合步骤。

<根据本公开内容的热电模块>

作为通过本公开内容的制造方法制造的热电模块的材料，通常使用合金。作为适合热电材料的材料，例如使用铁基哈斯勒(Heusler)合金的材料。然而，可以将能够转换为熔融金属的任意材料应用至本示例性实施方案的制造方法中。为了用作热电模块，如果第一热电元件的组为由p型热电材料制成的p型热电元件，则第二热电元件的组必须为由n型热电材料制成的n型热电元件，并且第一热电元件与第二热电元件彼此串联地连接。如果第一热电元件的组为由n型热电材料制成的n型热电元件，则第二热电元件的组必须为由p型热电材料制成的p型热电元件，并且第一热电元件与第二热电元件彼此串联地连接。特别优选的是，第一热电元件由p型半导体或n型半导体制成，并且第二热电元件由不同于第一热电元件的类型的半导体制成。

在本公开内容的热电模块中使用的热电元件具有通过精密铸造制造的特征。因此，形状的自由度比之前高，并且能够提供多种外部形状。作为一个示例性实施方案，如图8示出的，第一热电元件41可以为具有主体41a和沿主体的上部延伸的连接部41b的形状，而第二热电元件42可以为具有主体42a和沿主体的下部方向延伸的连接部42b的形状。第一热电元件41的连接部41b可以具有用于与第二热电元件42的主体的整个上表面接合所必需的长度。以相同的方式，第二热电元件42的连接部42b可以具有用于与第一热电元件41的主体的整个下表面接合所必需的长度。本示例性实施方案的热电元件41、42具有通过使连接部41b、42b更长而彼此具有较宽的接合区域的特征，由此具有稳定的连接强度。当形成其中布置具有长连接部的多个热电元件的蜡模时，可以形成具有减少量(在数目和/或长度方面)的浇道的模具。图5示出了呈现将多个第一热电元件41以预定形式布置的状态的第一蜡模50的透视图。复制第一热电元件41的形状作为第一热电元件的模型部51，复制主体41a作为主体模型51a，并且复制连接部41b作为连接部模型51b。在相邻的连接部模型51b、51b、…之间布置浇道模型52、52、…。在本示例性实施方案的蜡模50中，即使遍及整个长度设置的浇道模型仅为中心浇道模型53，也可以通过使得熔融金属能够流过模型的对应于连接部的部分来获得熔融金属的足够的流动性的特性。通过使用图5示出的蜡模50来制造热电元件的组，减小量(数目和/或长度)的浇道的能够在铸造步骤中提供增加热电材料的产量的效果。

下文将说明通过本公开内容的制造方法制造的热电模块的另一模式。使用模型来铸造根据本示例性实施方案的热电元件的组，该模型的底部的位置和形状被预先确定(或设计)，使得当以预定形式布置热电元件的组时，全部热电元件的底部与预定弯曲表面接触。图6示出了示意性示出所铸造的热电元件的组60的位置的平面图，所铸造的热电元件60的底部(底部表面)沿圆柱(圆柱的外部圆周)放置。通过形成对应的蜡模的底部来制造具有图6中示出的底部的热电元件60，使得热电元件60沿圆柱的预定弯曲表面放置。蜡模的底部可以通过应用注塑成型法或快速原型方法来真实复制弯曲表面的形状。可替代地，可以使用3D打印机来真实复制弯曲表面的形状。

<修改的其他实施例>

可以适当地修改在本示例性实施方案中说明的热电元件的形状和位置。虽然说明了主体为四方棱柱形状的热电元件，但是主体可以为圆柱形或具有多边形横截面的柱形。可以根据处理特性和构成热电元件的材料的电/热特性来适当地修改相邻热电元件之间的间隙(间隔)和连接部的形状。

通过引用将上述专利文献的全部公开内容合并至本文中。可以在本发明的整个公开内容(包括权利要求)的范围内并且基于本发明的基本技术原理对示例性实施方案进行修改和调整。可以在本发明的权利要求的范围内进行各种公开元件(包括每项权利要求的每个元件、每个示例性实施方案的每个元件、每个附图的每个元件等)的各种结合和选择。即，本发明当然包括本领域的普通技术人员根据包括权利要求和技术原理的整个公开内容而可以作出的各种变化和修改。具体地，本申请所公开的任意数值范围应当被理解为，在没有对其进行特殊叙述的情况下还具体公开了落在公开的范围内的任何中间值或子范围。具体地，基于公开内容的本质并且尤其基于日语优先权申请，单数形式还可以表示复数形式。

工业实用性

通过本发明的制造方法制造的热电模块可以通过制备所需的布线并且覆盖有例如铝的绝缘材料而被安装在汽车的排气系统的部分、温水管和工厂中的高温排气管等处，由此凭借温差来发电。尤其是，热电模块的底部具有沿圆柱放置的形状，容易应用在作为热源的管或排气管的外表面上。

参考标记列表

1、41        第一热电元件

2            第一热电元件的主体

3a、3b、41b  第一热电元件的连接部

4、42        第二热电元件

5            第二热电元件的主体

6a、6b、42b  第二热电元件的连接部

9            附件

10、31、50   第一蜡模

11、51       第一热电元件的模型

12、51a      第一热电元件的主体模型

3a、3b、51a  第一热电元件的连接部模型

14、15、16、52、53  浇道模型

20           第二蜡模

30           蜡模

35           蜡模组合件

Claims (6)

1.一种制造热电模块的方法，包括：

形成第一蜡模，所述第一蜡模呈现以预定形式布置作为p型热电元件或n型热电元件的第一热电元件的状态；

通过使其中埋置有所述第一蜡模的造型材料固化并且使所述第一蜡模熔出以形成第一模具；

通过将第一热电材料的熔融金属浇注至所述第一模具中使所述熔融金属凝固来铸造以预定形式布置的第一热电元件的组；

形成第二蜡模，所述第二蜡模呈现以能够连接所述第一热电元件的预定形式布置第二热电元件的状态，所述第二热电元件为连接所述第一热电元件以形成所述热电模块的n型热电元件或p型热电元件；

通过使其中埋置有所述第二蜡模的造型材料固化并且使所述第二蜡模熔出以形成第二模具；

通过将第二热电材料的熔融金属浇注至所述第二模具中使所述熔融金属凝固来铸造以预定形式布置的第二热电元件的组；以及

将所述第一热电元件的组与所述第二热电元件的组串联地电连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其中

所述蜡模被一体地设置有浇口/浇道模型，所述浇口/浇道模型为用于所述热电材料的熔融金属的流动通道；

形成蜡模组合件，其中多个所述蜡模经由所述浇口/浇道模型连接为树状；并且

使用由所述蜡模组合件形成的模具在一个铸造步骤中同时铸造多个所述热电元件的组。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中

形成由所述蜡模呈现的所述热电元件使得所述热电元件的底部沿预定弯曲表面放置；并且

使得所铸造的所述热电元件的组能够布置在所述预定弯曲表面上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中

在所述形成第二模具时所述第二模具与所述第一热电元件的组结合；并且

通过将所述第二热电材料的熔融金属浇注至所述第二模具中使所述熔融金属凝固来铸造所述热电模块，在所述热电模块中所述第一热电元件的组与所述第二热电元件的组彼此接合。

5.一种制造热电模块的方法，包括：

形成第一蜡模，所述第一蜡模呈现以预定形式布置作为p型热电元件或n型热电元件的第一热电元件的状态；

通过使其中埋置有所述第一蜡模的造型材料固化并且使所述第一蜡模熔出以形成第一模具；

通过将第一热电材料的熔融金属浇注至所述第一模具中使所述熔融金属凝固来铸造以预定形式布置的第一热电元件的组；

形成第二蜡模，所述第二蜡模呈现以能够串联地电连接所述第一热电元件的预定形式布置第二热电元件的状态，所述第二热电元件为连接所述第一热电元件以形成所述热电模块的n型热电元件或p型热电元件；

将所述第一热电元件的组与所述第二蜡模结合；

通过使其中埋置有所述第一热电元件的组与所述第二蜡模的组合的造型材料固化并且使所述第二蜡模熔出以形成与所述第一热电元件的组结合的第二模具；以及

通过将第二热电材料的熔融金属浇注至所述第二模具中使所述熔融金属凝固来铸造热电模块，在所述热电模块中所述第一热电元件的组接合所述第二热电元件的组。

6.一种热电模块，其中

以预定二维布置铸造的p型热电元件的组串联地电连接n型热电元件的组，所述n型热电元件的组以能够接合所述p型热电元件的组的预定二维布置铸造。