CN107924981A - 热电转换器件 - Google Patents

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CN107924981A CN201680049952.XA CN201680049952A CN107924981A CN 107924981 A CN107924981 A CN 107924981A CN 201680049952 A CN201680049952 A CN 201680049952A CN 107924981 A CN107924981 A CN 107924981A
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今井真二
铃木秀幸
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Abstract

本发明提供一种自支撑性高，并且能够轻松设置于各种形状的热源的设置性高的热电转换器件。本发明的热电转换器件具有：波纹状模块带，其具备绝缘性基板、在绝缘性基板的主表面上以预先设定的间隔配置的多个热电转换层、及在绝缘性基板的主表面上夹着各热电转换层而配置的多个配线部件，该波纹状模块带交替进行凸折或凹折而形成为波纹结构，且具有分别形成于多个板状部的多个贯穿孔，所述多个板状部通过绝缘性基板的波纹状折回而形成；及线状部件，横穿多个板状部而贯插于多个贯穿孔。

Description

热电转换器件
技术领域
本发明涉及一种使用多个热电转换元件的热电转换器件。
背景技术
能够相互转换热能与电能的热电转换材料用于如通过热进行发电的发电元件或珀耳帖元件那样的热电转换元件。
热电转换元件具有能够直接将热能转换为电力，且不需要活动部等的优点。因此，连接多个热电转换元件而成的热电转换模块(发电装置)例如通过设置于煅烧炉或工厂的各种设备等的排热的部位，无需花费运行成本就能够简单地获得电力。
作为这种热电转换元件，已知有所谓的π型热电转换元件。
π型热电转换元件具有如下结构：设置相互分开的一对电极，且同样相互分开而在其中一个电极上设置N型热电转换材料，在另一个电极上设置P型热电转换材料，通过电极连接两个热电转换材料的上表面而成。
并且，以N型热电转换材料与P型热电转换材料交替配置的方式排列多个热电转换元件，通过串联连接热电转换材料的下部的电极，形成热电转换模块。
包括π型热电转换元件在内，通常的热电转换元件具有如下结构：在片状基板上具有电极，在电极上具有热电转换层(发电层)，在热电转换层上具有片状电极而成。
即，通常的热电转换元件通过电极沿厚度方向挟持热电转换层，沿热电转换层的厚度方向产生温度差，从而将热能转换为电能。
然而，以连接多个这种π型热电转换元件的方式进行制造时，存在制造工序变得复杂而费工夫的问题。并且，由于因各部件的热膨胀系数的不同引起的热应变的影响或反复产生热应变的变化，产生界面的疲劳现象，存在性能下降的问题。
对此，专利文献1中记载有具有多个热电转换要件(热电转换模块)的热电转换器件，所述热电转换要件具备：带状的具有挠性的绝缘性基材要件(绝缘性基板)；在绝缘性基材要件上隔着间隙而成膜的热电转换材料部件(热电转换层)；及在上端部与下端部交替连接相互相邻的热电转换材料部件彼此的配线(配线部件)。该热电转换器件中，通过绝缘性基板的端面与热源接触来沿热电转换层(绝缘性基板)的面方向产生温度差，从而将热能转换为电能。
专利文献1中记载的热电转换模块中，由于热电转换层及配线部件沿基板的面方向排列而形成，因此容易制造，并且，不易产生因各部件的热膨胀系数的不同引起的热应变的影响等问题，能够抑制界面的疲劳现象引起的性能的下降。
并且，专利文献1中记载有如下内容：为了热电转换器件的高输出密度化，重叠多个热电转换模块，通过各热电转换模块的端部与相邻的热电转换模块电连接。
并且，专利文献2中记载有如下内容：层叠多个在具有导电性通孔(贯穿孔)的基板要件(绝缘性基板)上形成有热电转换部件(热电转换元件)的热电转换要件(热电转换模块)，经由通孔电连接所层叠的热电转换模块的热电转换元件彼此。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-33114号公报
专利文献2：日本特开2013-225550号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
重叠多个热电转换模块来通过绝缘性基板的端面与热源接触的热电转换器件中，由于将端面作为底面来设置于热源，因此存在自支撑性低且设置性差的问题。为了提高自支撑性，可考虑固定热电转换模块彼此，但固定热电转换模块彼此时，挠性变低，因此例如在将配管等表面弯曲的部件作为热源，并在该热源设置热电转换器件时，需要预先结合配管表面的弯曲形状来固定多个热电转换模块。因此，无法应对各种形状的热源。
本发明的目的在于解决这种以往技术的问题点，提供一种自支撑性高并且能够轻松设置于各种形状的热源的设置性高的热电转换器件。
用于解决技术课题的手段
本发明人等为了实现上述课题而进行了深入研究，其结果，发现通过如下能够解决上述课题并完成了本发明，即，热电转换器件具有：波纹状模块带，其具备绝缘性基板、在绝缘性基板的主表面上以预先设定的间隔配置的多个热电转换层、及在绝缘性基板的主表面上夹着各热电转换层而配置的多个配线部件，所述波纹状模块带交替进行凸折或凹折而形成为波纹结构，且具有分别形成于多个板状部的多个贯穿孔，所述多个板状部通过绝缘性基板的波纹状折回而形成；及挠性线性部件，横穿多个板状部而插通于多个所述贯穿孔。
即，本发明提供以下热电转换器件。
(1)一种热电转换器件，具有：波纹状模块带，其具备绝缘性基板、在绝缘性基板的主表面上以预先设定的间隔配置的多个热电转换层、及在绝缘性基板的主表面上夹着各热电转换层而配置的多个配线部件，所述波纹状模块带交替进行凸折或凹折而形成为波纹结构，且具有分别形成于多个板状部的多个贯穿孔，所述多个板状部通过绝缘性基板的波纹状折回而形成；及
线状部件，横穿多个板状部而贯插在多个贯穿孔。
(2)根据(1)所述的热电转换器件，其为通过线状部件向层叠方向按压多个板状部的结构。
(3)根据(1)或(2)所述的热电转换器件，其具有配置于相邻的板状部之间的至少一部分的传热部件。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的热电转换器件，其具有在层叠多个板状部的方向上，夹着波纹状模块带而配置的磁铁。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的热电转换器件，其中，贯穿孔形成于板状部的热电转换层的形成位置以外的位置。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的热电转换器件，其中，贯穿孔形成于板状部的配线部件的形成位置以外的位置。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的热电转换器件，其中，从层叠多个板状部的方向观察时，形成于各板状部的多个贯穿孔形成于相互重复的位置。
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的热电转换器件，其中，板状部分别具有2个以上的贯穿孔，
所述热电转换器件具有分别贯插于板状部的各贯穿孔的2个以上的线状部件。
(9)根据(1)至(8)中任一项所述的热电转换器件，其中，贯穿孔形成于板状部的凸折侧或凹折侧。
(10)根据(1)至(9)中任一项所述的热电转换器件，其中，多个热电转换层包含P型热电转换层及N型热电转换层，
在绝缘性基板的其中一个面，分别在多个板状部上，根据波纹状折回交替形成有P型热电转换层及N型热电转换层中的任一个，
配线部件连接相邻的P型热电转换层与N型热电转换层。
(11)根据(1)至(9)中任一项所述的热电转换器件，其中，在与绝缘性基板的折回的棱线平行的方向上，在各个板状部上分别排列有多个热电转换层。
发明效果
根据这种本发明，能够提供一种自支撑性高并且能够轻松设置于各种形状的热源的设置性高的热电转换器件。
附图说明
图1是示意地表示本发明的热电转换器件的一例的立体图。
图2是图1的A-A线剖视图。
图3是用于说明模块主体的示意图。
图4是示意地表示本发明的热电转换器件的另一例的剖视图。
图5是示意地表示本发明的热电转换器件的另一例的剖视图。
图6是示意地表示将图5的热电转换器件配置于热源的例子的剖视图。
图7是示意地表示本发明的热电转换器件的另一例的剖视图。
图8是示意地表示将图7的热电转换器件配置于热源的例子的剖视图。
图9A是示意地表示热电转换器件的一例的剖视图。
图9B是从b方向观察图9A的局部放大图。
图9C是用于说明热电转换器件的电连接的图。
图10是示意地表示热电转换器件的另一例的图。
图11A是用于说明热电转换器件的制作方法的一例的工序的图。
图11B是用于说明热电转换器件的制作方法的一例的工序的图。
图11C是用于说明热电转换器件的制作方法的一例的工序的图。
图12A是用于说明热电转换器件的制作方法的一例的工序的图。
图12B是用于说明热电转换器件的制作方法的一例的工序的图。
图13是用于说明热电转换器件的制作方法的一例的工序的图。
图14A是用于说明热电转换器件的制作方法的一例的工序的图。
图14B是用于说明热电转换器件的制作方法的一例的工序的图。
图14C是用于说明热电转换器件的制作方法的一例的工序的图。
图14D是用于说明热电转换器件的制作方法的一例的工序的图。
具体实施方式
以下，根据附图中示出的优选实施例，对本发明的热电转换器件进行详细说明。
另外，以下内容中，表示数值范围的“～”包含记载于两侧的数值。例如，ε为数值α～数值β，这表示ε的范围为包含数值α与数值β的范围，若以数学记号表示，则为α≤ε≤β。
对于角度，若无特别记载，则表示与精确的角度之间的差异在小于5°的范围内。与精确的角度之间的差异优选小于4°，更优选小于3°。
并且，“同一”、“相同”设为包含在技术领域中通常容许的误差范围。并且，关于“整个面”等，设为除了100％的情况以外，还包含在技术领域中通常容许的误差范围，例如包含99％以上、95％以上或90％以上的情况。
本发明的热电转换器件具有：热电转换模块，其具备绝缘性基板、在绝缘性基板的主表面上以预先设定的间隔配置的多个热电转换层及在绝缘性基板的主表面上夹着各热电转换层而配置的多个配线部件，所述热电转换模块交替进行凸折或凹折而形成为波纹结构，且具有分别形成于多个板状部的多个贯穿孔，所述多个板状部通过绝缘性基板的波纹状折回而形成；及
挠性线状部件，横穿多个板状部而贯插于多个贯穿孔。
图1是示意地表示本发明的热电转换器件的一例的立体图，图2是图1的A-A线剖视图。
图1及图2中示出的热电转换器件120a具有波纹状模块带11a及金属线70。波纹状模块带11a为本发明的热电转换模块带，金属线70为本发明的线状部件。另外，图2中，为了明确示出结构，对绝缘性基板12画上斜线，对P型热电转换层14p及N型热电转换层16n画上底纹，省略了配线部件18的阴影线。关于P型热电转换层14p及N型热电转换层16n的底纹，图3也相同。
波纹状模块带11a具有绝缘性基板12、P型热电转换层14p及N型热电转换层16n、加强件20及贯穿孔22。
图3中，示出拉伸波纹状模块带11a的凸折及凹折来设为平面状的状态的模块带11b的顶视图。
如图3所示，模块带11b具有如下结构：在绝缘性基板12的长边方向(以下，还简称为“长边方向”)上，在绝缘性基板12的主表面上，以规定间隔交替配置有P型热电转换层14p与N型热电转换层16n，在P型热电转换层14p与N型热电转换层16n之间，配置有电连接P型热电转换层14p与N型热电转换层16n的配线部件18。
并且，在绝缘性基板12上的未配置P型热电转换层14p、N型热电转换层16n及配线部件18的区域，以规定图案形成有多个贯穿孔22。图示例中，P型热电转换层14p、N型热电转换层16n及配线部件18配置于与绝缘性基板12的长边方向正交的宽度方向(以下，还简称为“宽度方向”)的中央部，在未配置这些的两端部侧形成有贯穿孔22。
并且，在贯穿孔22的形成位置的周边部配置有加强件20，其用于防止贯穿孔的形成引起的绝缘性基板12的强度下降。
在长边方向上，这种模块带11b在各配线部件18的位置交替进行凸折或凹折。图3所示的例子中，图中，以单点划线a表示的沿宽度方向延伸的线成为凸折的棱线，以单点划线b表示的沿宽度方向延伸的线成为凹折的棱线。
通过使模块带11b沿着单点划线a凸折，并沿着单点划线b凹折，能够设为如图1及图2所示那样的交替折回绝缘性基板12的波纹状模块带11a。
因此，波纹状模块带11a成为如下结构，即，通过波纹状折回，沿长边方向交替具有凸折部与凹折部，且交替具有凸折部的顶部(图1中，以箭头a表示)与凹折部的底部(图1中，以箭头b表示)。即，模块带11b的单点划线a的部分成为波纹状模块带11a的顶部a，模块带11b的单点划线b的部分成为波纹状模块带11a的底部b。
另外，本例中，通过波纹状折回，将绝缘性基板12成为内侧即配线部件18成为凸的一侧作为凸折部，将绝缘性基板12成为外侧即配线部件18成为凹的一侧作为凹折部。即，图1中，上方成为凸折部，该图的下方成为凹折部。
并且，以下的说明中，将绝缘性基板12的顶部a与底部b之间的各个区域称作板状部13。即，折回成波纹状的绝缘性基板12能够设为将多个板状部13连结成波纹状的结构。
图1及图2中示出的波纹状模块带11a中，分别在通过波纹状折回而形成的多个板状部13，形成有1个热电转换层(P型热电转换层14p或N型热电转换层16n)及夹着热电转换层而配置的配线部件18。即，1个热电转换层及挟持该热电转换层的配线部件18构成1个热电转换元件，由1个板状部13与1个热电转换元件(1个热电转换层及挟持该热电转换层的配线部件18)构成1个热电转换模块。因此，波纹状模块带11a还能够称作将多个具有板状部13、热电转换层及配线部件18的热电转换模块连结成波纹状的结构。
另外，以下说明中，无需区别P型热电转换层14p与N型热电转换层16n时，统称为热电转换层。
如上述那样构成的各热电转换模块为通过绝缘性基板的端面与热源接触来沿热电转换层(绝缘性基板)的面方向产生温度差，从而将热能转换为电能的热电转换模块。
并且，如前述，在绝缘性基板12的未配置热电转换层及配线部件18的区域形成有贯穿孔22。
具体而言，图1所示的例子中，在各板状部13形成有2个贯穿孔22，2个贯穿孔22分别形成于板状部13的宽度方向的两端部侧的底部b(凹折部)侧。并且，设为合起波纹状模块带11a的波纹来层叠板状部13的状态时，从板状部件的层叠方向观察时，形成于各板状部13的贯穿孔22形成于相互重复的位置，即，相同的位置。
形成于各板状部13的相同位置的贯穿孔22中，横穿多个板状部13而插通有1个金属线70。图1所示的例子中，在各板状部13形成有2个贯穿孔22，因此在各板状部13的2个贯穿孔22分别插通有金属线70。即，图1所示的热电转换器件120a具有2个金属线70。
如此构成的热电转换器件120a中，通过顶部a(凸折部)及底部b(凹折部)中的至少一个与热源接触而配置，沿热电转换层(绝缘性基板)的面方向产生温度差，从而将热能转换为电能。图1所示的例子中，在各板状部13交替配置P型热电转换层14p与N型热电转换层16n，并通过配线部件18串联连接。因此，在P型热电转换层14p和N型热电转换层16n中与产生温度差的方向相互相反的方向上产生电动势。例如，P型热电转换层14p以电流向图1中的上方向流动的方式产生电动势，N型热电转换层16n以电流向图1中的上方向流动的方式产生电动势。因此，在电连接方向上，P型热电转换层14p的电动势与N型热电转换层16n的电动势成为相同方向，能够作为波纹状模块带11a获得较大的电动势。
如前述，重叠多个热电转换模块来通过绝缘性基板的端面与热源接触的热电转换器件中，由于将端面作为底面来设置于热源，因此存在自支撑性低且设置性差的问题。为了提高自支撑性，可考虑固定热电转换模块彼此，但固定热电转换模块彼此时，挠性会变低，因此例如在将配管等表面弯曲的部件作为热源，并在该热源设置热电转换器件时，需要预先结合配管表面的弯曲形状来固定多个热电转换模块。因此，存在无法应对各种形状的热源的问题。
相对于此，本发明的热电转换器件120a中，模块带形成为波纹状，因此仅通过使波纹状模块带11a的顶部a或底部b与热源接触来设置于热源上，能够使由板状部13、热电转换层及配线部件18构成的热电转换模块相对于热源的设置面大致垂直，在使板状部13的端面与热源接触的状态下保持。
并且，由于模块带形成为波纹状，因此在将配管等表面弯曲的部件作为热源来设置热电转换器件120a时，能够与热源表面的弯曲形状对应地使波纹状模块带11a的波纹结构变形，从而使波纹状模块带11a的顶部a或底部b与热源接触来适当设置。此时，通过连结金属线70的两端部等来进行固定，由此能够将波纹结构的形状保持为沿着热源表面的弯曲形状的形状。
并且，模块带形成为波纹状且能够轻松变形，因此能够分别结合各种形状的热源来使波纹结构变形，从而使波纹状模块带11a的顶部a或底部b与热源接触来适当设置。
如此，本发明的热电转换器件能够设为自支撑性高且能够轻松设置于各种形状的热源，且设置性高的热电转换器件。
其中，图1所示的例子中，设为仅使金属线70贯插于形成在波纹状模块带11a的各板状部13的贯穿孔22的结构，但并不限定于此，还可设为通过插通于贯穿孔22的金属线70，向其层叠方向按压多个板状部13的结构。
图4中示意地示出本发明的热电转换器件的另一例。
另外，图4中示出的热电转换器件120b除了具有端部固定件72以外，具有与图1中示出的热电转换器件120a相同的结构，因此对相同的构成要件标注相同的参考符号，并省略其详细说明。
图4中示出的热电转换器件120b具有：波纹状模块带11a，其具有形成为波纹状的绝缘性基板12、分别形成于多个板状部13的热电转换层(P型热电转换层14p或N型热电转换层16n)及配线部件18、以及形成于各板状部13的贯穿孔22(未图示)，所述多个板状部通过绝缘性基板12的波纹状折回而形成；金属线70，插通于分别形成在多个板状部13的多个贯穿孔22；及2个端部固定件72，分别配置于被层叠的多个板状部13的两面并固定于金属线70的端部。
端部固定件72为块状的部件，在其一面具有供金属线70插通的贯穿孔(未图示)。如图示，2个端部固定件72从两面按压波纹状模块带11a来设为波纹状模块带11a的波纹完全折叠的状态(以下，还称作“合起状态”)，固定于金属线70。
由此，能够维持波纹状模块带11a的波纹合起的状态，并能够使热电转换模块高密度化。并且，能够防止金属线70从波纹状模块带11a的贯穿孔22脱落。
另外，端部固定件72与金属线70的固定方法并无限定，能够利用各种公知的固定方法，例如向插通有金属线70的端部固定件72的贯穿孔填充粘结剂来固定的方法，或者连结插通于端部固定件72的贯穿孔中的金属线70的端部来设置结头并由此卡止端部固定件72的方法等。
并且，设为完全折叠波纹状模块带11a的波纹的状态时，可设为在被层叠的板状部13之间配置传热部件的结构。
图5中示意地示出本发明的热电转换器件的另一例。
另外，图5中示出的热电转换器件120c除了具有传热部件74以外，具有与图4中示出的热电转换器件120b相同的结构，因此对相同的构成要件标注相同的参考符号，并省略其详细说明。
图5中示出的热电转换器件120c具有：波纹状模块带11a，其具有形成为波纹状的绝缘性基板12、分别形成于多个板状部13的热电转换层(P型热电转换层14p或N型热电转换层16n)及配线部件18、以及形成于各板状部13的贯穿孔22(未图示)，所述多个板状部通过绝缘性基板12的波纹状折回而形成；金属线70，插通于分别形成在多个板状部13的多个贯穿孔22(未图示)；2个端部固定件72，分别配置于被层叠的多个板状部13的两面并固定于金属线70的端部；及传热部件74，配置于至少一部分板状部13之间，并插通有金属线70。
传热部件74为由具有高导热率的材料构成的块状部件，在其一面具有供金属线70插通的贯穿孔(未图示)。图示例中，在分别从波纹状模块带11a的两端部起第5个板状部13与第6个板状部13之间配置有传热部件74。
因此，热电转换器件120c具有如下结构：在至少一部分板状部13之间配置有传热部件74，2个端部固定件72从两端面按压波纹状模块带11a来固定于金属线70，波纹状模块带11a的波纹被折叠。
重叠多个热电转换模块来构成时，由于重叠由聚酰亚胺等导热率低的材料构成的绝缘性基板，因此在重叠时会导致位于波纹状模块带的内侧的热电转换模块中不易产生温度差。因此，有可能导致作为热电转换器件的发电量下降。
相对于此，设为通过2个端部固定件72从两端面按压波纹状模块带11a来固定于金属线70，波纹状模块带11a的波纹被折叠的状态时，通过在至少一部分板状部13之间配置传热部件74，经由该传热部件74，对位于波纹状模块带的内侧的热电转换模块，也能够可靠地传递热。因此，在位于内侧的热电转换模块中也能够产生较高的温度差，能够提高作为热电转换器件的发电量。
并且，通过设为在至少一部分板状部13之间配置传热部件74的结构，板状部13(热电转换模块)变得不易倒下，能够更适当地以相对于设置面大致垂直的状态保持板状部13。
另外，传热部件74b的配置间隔并无限定，可以是在板状部13之间隔一个而配置传热部件74的结构，也可以隔开隔2个以上的间隔来配置，还可以是在所有板状部13之间配置的结构。
并且，如前述，本发明的热电转换器件中，模块带形成为波纹状，因此配置于配管等表面弯曲的部件(热源)时，能够与热源表面的弯曲形状对应而使波纹状模块带的波纹结构变形，使波纹状模块带的顶部或底部与热源接触来适当设置。
例如，如图6所示，将图5中示出的热电转换器件120c配置于圆筒状配管H2(热源)的表面时，使波纹状模块带11a的波纹结构沿着配管H2表面的弯曲而变形来使波纹状模块带11a的底部b与配管H2表面(热源)接触，从而连结金属线70的两端部来进行固定，由此能够将热电转换器件120c保持为沿着配管H2表面的弯曲形状的形状来设置。
此时，在至少一部分板状部13之间配置有传热部件74，因此即使使波纹状模块带11a的波纹结构沿着配管H2表面的弯曲而变形，板状部13(热电转换模块)也变得不易倒下，能够更适当地以相对于设置面大致垂直的状态保持板状部13(热电转换模块)。
并且，本发明的热电转换器件可设为具有在层叠多个板状部的方向上夹着热电转换模块带而配置的磁铁的结构。即，可设为在波纹状模块带的两端面侧具有磁铁的结构。
例如，图7中示出的热电转换器件120d具有配置于端部固定件72的与波纹状模块带11a相反的一侧的面的磁铁76。另外，图7中示出的热电转换器件120d除了具有磁铁76以外，具有与图5中示出的热电转换器件120c相同的结构，因此对相同的构成要件标注相同的参考符号，并省略其详细说明。
磁铁76可通过粘结剂等粘结而固定于端部固定件72，端部固定件72由铁等磁性体构成时，磁铁76可通过磁力固定于端部固定件72，也可以是磁铁76具有贯穿孔，在该贯穿孔插通金属线70，并通过粘结剂等固定金属线70与磁铁76的结构。
如此，通过设为具有磁铁76的结构，如图8所示，将热电转换器件120d配置于圆筒状配管H2(热源)的表面时，使波纹状模块带11a的波纹结构沿着配管H2表面的弯曲而变形，从而使波纹状模块带11a的底部b与配管H2表面(热源)接触，并通过磁力固定磁铁76与配管H2，由此能够将热电转换器件120d保持为沿着配管H2表面的弯曲形状的形状来设置。并且，由于通过磁铁76的磁力固定于配管H2，因此能够轻松进行安装与拆卸。并且，由于通过磁铁76的磁力进行固定，因此对于直径不同的配管，也能够结合各个直径来轻松设置。
另外，配管H2的形成材料为树脂等非磁性体时，通过磁力固定磁铁76彼此即可。
其中，图1所示的例子中，设为在各板状部13形成2个贯穿孔22，并具有分别插通于贯穿孔22的2个金属线70的结构，但并不限定于此，也可设为在各板状部13形成1个贯穿孔22，并具有插通于该贯穿孔22的1个金属线70的结构，或者还可设为在各板状部13形成3个以上的贯穿孔22，并具有分别插通于贯穿孔22的3个以上的金属线70的结构。
并且，板状部13上的贯穿孔22的形成位置设为未配置热电转换层及配线部件18的区域，但并不限定于此，贯穿孔22可形成于热电转换层的配置位置，或者也可形成于配线部件18的配置位置。
并且，图1所示的例子中，设为贯穿孔22形成于板状部13的底部b(凹折部)侧的区域的结构，但并不限定于此，可形成于顶部a(凸折部)侧的区域，也可形成于顶部a与底部b的大致中央部的区域。
另外，如图6及图8的例子，从将热电转换器件设置于配管等弯曲的面时易设置等观点考虑，优选设为在板状部13的与热源相接的一侧(图示例中，底部b侧)的区域形成贯穿孔22并插通金属线70的结构。
其中，图6及图8所示的例子中，设为配置成使波纹状模块带11a的底部b侧与热源相接的结构，但并不限定于此，也可设为配置成使波纹状模块带11a的顶部a侧与热源相接的结构。
并且，图7所示的例子中，设为将端部固定件72与磁铁76作为不同的部件来设置的结构，但并不限定于此，也可设为一体设置端部固定件72与磁铁76的结构。即，可将磁铁用作端部固定件72的形成材料，也可以是端部固定件72的一部分为磁铁。
合起波纹状模块带11a时的厚度(板状部13的层叠方向上的厚度)较薄时，可设为将磁铁用作端部固定件72，并通过磁铁的磁力向其层叠方向按压多个板状部13的结构。
并且，图1所示的例子中，设为波纹状模块带11a作为热电转换层具有P型热电转换层14p与N型热电转换层16n的结构，但并不限定于此，也可以是仅具有P型热电转换层14p的结构，还可以是仅具有N型热电转换层16n的结构。
例如，设为仅使用P型热电转换层14p的结构时，作为在图1所示的例子中仅在配置有P型热电转换层14p的位置配置热电转换层的结构，设为串联连接各P型热电转换层14p的结构即可。或者，作为在图1所示的例子中仅在配置有P型热电转换层14p及N型热电转换层16n的位置配置P型热电转换层的结构，可设为结合各P型热电转换层14p的产生电动势的方向，串联连接各P型热电转换层14p的结构。
接着，对本发明的热电转换器件的各构成要件进行说明。
绝缘性基板12上形成有多个热电转换元件(热电转换层及配线部件18)，构成热电转换模块，且作为热电转换元件的支撑体发挥作用。由于热电转换模块上产生电压，因此对绝缘性基板12要求电绝缘性，作为绝缘性基板12使用具有电绝缘性的基板。对绝缘性基板12要求的电绝缘性是不会因在热电转换模块中产生的电压而出现短路等。对于绝缘性基板12，适当选择与热电转换模块中产生的电压相应的绝缘性基板。
绝缘性基板12例如为塑料基板。作为塑料基板，能够利用塑料膜。
作为能够利用的塑料膜，具体而言，可例示包含聚对苯二甲酸乙二酯、聚间苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚(对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯)、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯等聚酯树脂、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚丙烯、聚醚砜、环烯烃聚合物、聚醚醚酮(PEEK)、三乙酰纤维素(TAC)等树脂、玻璃环氧、液晶性聚酯等的薄膜或片状物或者板状物等。
其中，从导热率、耐热性、耐溶剂性、易获得性及经济性等角度考虑，包含聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯等的薄膜优选利用于绝缘性基板12。
并且，贯穿绝缘性基板12而形成的贯穿孔22能够通过NC(numericallycontrolled)钻孔、激光加工、化学蚀刻、电浆蚀刻法等形成。
并且，对贯穿孔的大小、形状、配置也并无限定，根据所插通的线状部件的大小、形状等适当设定即可。
接着，对热电转换层进行说明。
热电转换层能够利用所有使用公知的热电转换材料的各种结构。因此，热电转换层可以是使用有机类热电转换材料的物品，也可以是使用无机类热电转换材料的物品。而且，热电转换层可以是由P型材料构成的热电转换层，也可以是由N型材料构成的热电转换层，还可以是由P型材料及N型材料双方构成的热电转换层。
以下，对P型热电转换层与N型热电转换层进行说明。
作为构成P型热电转换层与N型热电转换层的热电转换材料，例如有镍或镍合金。
镍合金能够利用通过产生温度差来进行发电的各种镍合金。具体而言，可例示与钒、铬、硅、铝、钛、钼、锰、锌、锡、铜、钴、铁、镁、锆等中的1个成分或2个成分以上混合而成的镍合金等。
P型热电转换层与N型热电转换层中使用镍或镍合金时，P型热电转换层与N型热电转换层中，优选镍的含量为90原子％以上，更优选镍的含量为95原子％以上，尤其优选由镍构成。由镍构成的P型热电转换层与N型热电转换层还包含具有不可避免的杂质的热电转换层。
作为P型热电转换层的热电转换材料，典型的有以Ni与Cr作为主要成分的铬镍，作为N型热电转换层的热电材料，典型的有以Cu与Ni作为主要成分的康铜。
并且，作为P型热电转换层与N型热电转换层使用镍或镍合金时，且作为电极也使用镍或镍合金时，可一体形成P型热电转换层、N型热电转换层及配线部件。
作为P型热电转换层与N型热电转换层的其他热电材料，例如有以下材料。另外，括号内表示材料组成。可举出BiTe类(BiTe、SbTe、BiSe及它们的化合物)、PbTe类(PbTe、SnTe、AgSbTe、GeTe及它们的化合物)、Si-Ge类(Si、Ge、SiGe)、硅化物类(FeSi、MnSi、CrSi)、方钴矿类(记载为MX3、或者RM4X12的化合物，其中，表示M＝Co、Rh、Ir，表示X＝As、P、Sb，表示R＝La、Yb、Ce)、过渡金属氧化物类(NaCoO、CaCoO、ZnInO、SrTiO、BiSrCoO、PbSrCoO、CaBiCoO、BaBiCoO)、锌锑类(ZnSb)、硼化合物(CeB、BaB、SrB、CaB、MgB、VB、NiB、CuB、LiB)、簇固体(B簇、Si簇、C簇、AlRe、AlReSi)、氧化锌类(ZnO)等。并且，成膜法为任意，能够使用溅射法、蒸镀法、CVD法(化学气相沉积法)、电镀法或气溶胶沉积法等成膜方法。
用于P型热电转换层与N型热电转换层的热电转换材料中，使用能够通过涂布或印刷形成膜且能够糊状化的材料。能够利用基本上由有机材料构成，并使用公知的热电转换材料的各种结构。
作为可获得这种P型热电转换层与N型热电转换层的热电转换材料，具体而言，可例示导电性高分子或导电性纳米碳材料等有机类热电转换材料。
作为导电性高分子，可例示具有共轭体系的分子结构的高分子化合物(共轭体系高分子)。具体而言，可例示聚苯胺、聚亚苯基乙烯、聚吡咯、聚噻吩、聚芴、乙炔、聚苯等公知的π共轭高分子等。尤其能够优选使用聚二氧噻吩(polydioxythiophene)。
作为导电性纳米碳材料，具体而言，可例示碳纳米管(以下，还称作CNT)、碳纳米纤维、石墨、石墨烯、碳纳米粒子等。这些可单独使用，也可组合2种以上来使用。其中，从热电特性变得更加良好的理由考虑，优选利用CNT。
CNT中，有1张碳膜(石墨烯片)卷成圆筒状的单层CNT、2张石墨烯片卷成同心圆状的2层CNT及多个石墨烯片卷成同心圆状的多层CNT。本发明中，可分别单独使用单层CNT、2层CNT、多层CNT，也可同时使用2种以上。尤其，优选使用在导电性及半导体特性上具有优异性质的单层CNT及2层CNT，更优选使用单层CNT。
单层CNT可以是半导体性CNT，也可以是金属性CNT，还可同时使用两者。使用半导体性CNT与金属性CNT这两者时，组合物中的两者的含有比率能够根据组合物的用途适当进行调整。并且，CNT中可内含金属等，也可使用内含有富勒烯等分子的CNT。
CNT的平均长度并无特别限定，能够根据组合物的用途适当选择。具体而言，虽然还受电极间距离的影响，但从制造容易性、成膜性、导电性等观点考虑，CNT的平均长度优选为0.01μm～2000μm，更优选为0.1μm～1000μm，尤其优选为1μm～1000μm。
并且，CNT的直径并无特别限定，从耐久性、透明性、成膜性、导电性等观点考虑，优选为0.4nm～100nm，更优选为50nm以下，尤其优选为15nm以下。
尤其，在使用单层CNT时，优选为0.5nm～2.2nm，更优选为1.0nm～2.2nm，尤其优选为1.5nm～2.0nm。
所获得的导电性组合物中包含的CNT中，有时会包含存在缺陷的CNT。这种CNT的缺陷会使组合物的导电性下降，因此优选减少缺陷的量。组合物中的CNT的缺陷的量能够通过拉曼光谱的G-带与D-带的比率G/D进行估计。能够推断G/D比越高越是缺陷的量少的CNT材料。CNT中，优选组合物的G/D比为10以上，更优选为30以上。
并且，还能够利用对CNT进行修饰或处理的CNT。作为修饰或处理方法，可例示内含二茂铁衍生物或氮取代富勒烯(氮杂富勒烯)的方法、通过离子掺杂法向CNT中掺杂碱金属(钾等)或金属元素(铟等)的方法、在真空中加热CNT的方法等。
并且，利用CNT时，除了单层CNT及多层CNT以外，还可包含碳纳米角、碳纳米线圈、碳纳米珠、石墨、石墨烯、非晶质碳等纳米碳。
P型热电转换层或N型热电转换层中利用CNT时，优选包含P型掺杂剂或N型掺杂剂。
(P型掺杂剂)
作为P型掺杂剂，可例示卤素(碘、溴等)、路易斯酸(PF5、AsF5等)、质子酸(盐酸、硫酸等)、过渡金属卤化物(FeCl3、SnCl4等)、金属氧化物(氧化钼、氧化钒等)、有机电子接受物质等。作为有机电子接受物质，例如可优选例示：2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基对醌二甲烷、2,5-二甲基-7,7,8,8-四氰基对醌二甲烷、2-氟-7,7,8,8-四氰基对醌二甲烷、2,5-二氟-7,7,8,8-四氰基对醌二甲烷等四氰基对醌二甲烷(TCNQ)衍生物、2,3-二氯-5,6-二氰对苯醌、四氟-1,4-苯醌等苯醌衍生物等、5,8H-5，8-双(二氰基亚甲基)喹喔啉、二吡嗪(Dipyrazino)[2,3-f：2’,3’-h]喹喔啉-2,3,6,7,10,11-六腈等。
其中，从材料的稳定性、与CNT的相容性等角度考虑，可优选例示TCNQ(四氰基对醌二甲烷)衍生物或苯醌衍生物等有机电子接受物质。
P型掺杂剂及N型掺杂剂均可单独使用，也可组合2种以上来使用。
(N型掺杂剂)
作为N型掺杂剂，能够使用(1)钠、钾等碱金属、(2)三苯基膦、乙烯双(二苯基膦)等膦类、(3)聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯亚胺等聚合物类等公知的材料。
并且，例如可举出聚乙二醇型高级醇环氧乙烷加成物、苯酚或萘酚等环氧乙烷加成物、脂肪酸环氧乙烷加成物、多元醇脂肪酸酯环氧乙烷加成物、高级烷基胺环氧乙烷加成物、脂肪酸酰胺环氧乙烷加成物、油脂的环氧乙烷加成物、聚丙二醇环氧乙烷加成物、二甲基硅氧烷-环氧乙烷嵌段共聚物、二甲基硅氧烷-(环氧丙烷-环氧乙烷)嵌段共聚物等、或多元醇型的甘油的脂肪酸酯、季戊四醇的脂肪酸酯、山梨糖醇及脱水山梨糖醇的脂肪酸酯、蔗糖的脂肪酸酯、多元醇的烷基醚、烷醇胺类脂肪酸酰胺等。并且，还同样能够使用乙炔二醇类与乙炔醇类的氧乙烯加成物、氟类、硅酮类等表面活性剂。
作为热电转换层，可优选利用将如前述那样的热电转换材料分散于树脂材料(粘合剂)而成的热电转换层。
其中，更加优选例示将导电性纳米碳材料分散于树脂材料而成的热电转换层。其中，从可获得高导电性等角度考虑，尤其优选例示将CNT分散于树脂材料而成的热电转换层。
树脂材料能够利用公知的各种非导电性的树脂材料(聚合物)。
具体而言，能够利用乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸酯化合物、碳酸酯化合物、酯化合物、环氧化合物、硅氧烷化合物、明胶等公知的各种树脂材料。
更具体而言，作为乙烯基化合物，可例示聚苯乙烯、聚乙烯萘、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯基苯酚、聚乙烯醇缩丁醛等。作为(甲基)丙烯酸酯化合物，可例示聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯、聚苯氧基(聚)乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸苄酯等。作为碳酸酯化合物，可例示双酚Z型聚碳酸酯、双酚C型聚碳酸酯等。作为酯化合物，可例示非晶性聚酯。
优选例示聚苯乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、(甲基)丙烯酸酯化合物、碳酸酯化合物、酯化合物，更优选例示聚乙烯醇缩丁醛、聚苯氧基(聚)乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸苄酯、非晶性聚酯。
将热电转换材料分散于树脂材料而成的热电转换层中，树脂材料与热电转换材料的量比根据所使用的材料、所要求的热电转换效率、对印刷产生影响的溶液的粘度或固体成分浓度等，适当设定即可。
并且，作为热电转换元件中的热电转换层的其他结构，还可优选利用主要由CNT与表面活性剂构成的热电转换层。
通过由CNT与表面活性剂构成热电转换层，能够以添加有表面活性剂的涂布组合物来形成热电转换层。因此，能够通过轻松地分散CNT而成的涂布组合物进行热电转换层的形成。其结果，通过包含大量的较长且缺陷少的CNT的热电转换层，可获得良好的热电转换性能。
关于表面活性剂，只要具有使CNT分散的功能，则能够使用公知的表面活性剂。更具体而言，表面活性剂只要溶解于水、极性溶剂、水与极性溶剂的混合物，且具有吸附CNT的基团，则能够利用各种表面活性剂。
因此，表面活性剂可以是离子性也可以是非离子性。并且，离子性表面活性剂可以是阳离子性、阴离子性及两性中的任一种。
作为一例，作为阴离子性表面活性剂，可例示十二烷基苯磺酸等烷基苯磺酸盐、十二烷基苯基醚磺酸盐等芳香族磺酸类表面活性剂、单体皂类阴离子性表面活性剂、醚硫酸盐类表面活性剂、磷酸酯类表面活性剂及脱氧胆酸钠或胆酸钠等羧酸类表面活性剂、羧甲基纤维素及其盐(钠盐、铵盐等)、聚苯乙烯磺酸铵盐、聚苯乙烯磺酸钠盐等水溶性聚合物等。
作为阳离子性表面活性剂，可例示烷基胺盐、季铵盐等。作为两性表面活性剂，可例示烷基甜菜碱类表面活性剂、氧化胺类表面活性剂等。
而且，作为非离子性表面活性剂，可例示山梨糖醇酐脂肪酸酯等糖酯类表面活性剂、聚氧乙烯树脂酸酯等脂肪酸酯类表面活性剂、聚氧乙烯烷基醚等醚类表面活性剂等。
其中，优选利用离子性表面活性剂，其中，优选利用胆酸盐或脱氧胆酸盐。
该热电转换层中，优选表面活性剂/CNT的质量比为5以下，更优选为3以下。
通过将表面活性剂/CNT的质量比设为5以下，在可获得更高的热电转换性能等方面优选。
另外，由有机材料构成的热电转换层可根据需要具有SiO2、TiO2、Al2O3、ZrO2等无机材料。
另外，热电转换层含有无机材料时，其含量优选为20质量％以下，更优选为10质量％以下。
热电转换元件中，热电转换层的厚度、面方向的大小、相对于绝缘性基板的面方向的面积率等根据热电转换层的形成材料、热电转换元件的大小等，适当设定即可。
接着，对热电材料层的形成方法进行说明。
根据所形成的热电转换层，对所制备的成为热电转换层的涂布组合物进行图案形成并涂布。该涂布组合物的涂布通过使用掩模的方法、印刷法等公知的方法进行即可。
涂布涂布组合物之后，通过与树脂材料相应的方法对涂布组合物进行干燥，从而形成热电转换层。另外，可根据需要，在对涂布组合物进行干燥之后，进行基于紫外线照射等的涂布组合物(树脂材料)的固化。
并且，也可在绝缘性基板表面整个面，涂布对所制备的成为热电转换层的涂布组合物并进行干燥之后，通过蚀刻等，对热电转换层进行图案形成。
另外，通过在水中添加CNT与表面活性剂并进行分散(溶解)而成的涂布组合物形成热电转换层时，优选通过涂布组合物形成热电转换层之后，将热电转换层浸渍于溶解表面活性剂的溶剂中或通过溶解表面活性剂的溶剂清洗热电转换层，之后进行干燥，由此形成热电转换层。由此，能够从热电转换层去除表面活性剂，形成表面活性剂/CNT的质量比极小，更优选不存在表面活性剂的热电转换层。热电转换层优选通过印刷进行图案形成。
印刷方法能够利用网版印刷、金属掩模印刷等公知的各种印刷法。另外，利用含有CNT的涂布组合物对热电转换层进行图案形成时，更优选利用金属掩模印刷。印刷条件根据所使用的涂布组合物的物性(固体成分浓度、粘度、粘弹性物性)、印刷版的开口尺寸、开口数、开口形状、印刷面积等，适当设定即可。具体而言，刮板的冲角优选为50°以下，更优选为40°以下，尤其优选为30°以下。刮板能够使用倾斜研磨刮板、剑刮板、角刮板、平刮板、金属刮板等。间隙优选为0.1mm～3.0mm，更优选为0.5mm～2.0mm。能够通过0.1MPa～0.5Mpa的印刷压力、0.1mm～3mm的刮板推送量进行。通过以这种条件进行印刷，能够适当形成膜厚为1μm以上的含有CNT的热电转换层图案。
热电转换层的厚度、面方向的大小等根据热电转换层的形成材料、热电转换元件的大小等，适当设定即可。
配线部件18形成于热电转换层的图案的温度差方向的两端，电连接多个热电转换层之间。配线部件18只要是导电性材料，则并无特别限定，可使用任意材料。作为构成配线部件18的材料，优选为Al、Cu、Ag、Au、Pt、Cr、Ni、焊锡等金属材料。从导电性、能够以低温进行焊接等观点考虑，优选为以铜构成配线部件。并且，也可由铜合金构成配线部件18。
配线部件18的厚度或大小等根据热电转换层的厚度或大小、形状、配置图案等，适当设定即可。
线状部件(金属线)70优选为具有挠性的线状部件，能够利用各种部件。具体而言，可例示线(绳)、细线等金属线、被绝缘材料包覆的金属线等。
对线状部件70的直径、长度、剖面形状等也并无限定，根据贯穿孔的大小、形状或者热电转换模块的大小、数量等，适当设定即可。
端部固定件72为向板状部13的层叠方向按压波纹状模块带11a的部件。
对端部固定件72的形成材料并无限定，能够利用铝、铁、不锈钢等各种金属、或者各种树脂材料等。并且，如前述，可将磁铁用作端部固定件72。
并且，对端部固定件72的形状并无限定，能够利用立方体形状、长方体形状等四棱柱形状、三棱柱形状、多棱柱形状及圆柱形状等各种形状。
并且，对端部固定件72的大小等也并无限定，根据波纹状模块带11a的大小、线状部件70的直径等，适当设定即可。例如，端部固定件72的宽度设为与波纹状模块带11a的宽度大致相同即可。
并且，端部固定件72上，在与形成于波纹状模块带11a的板状部13的贯穿孔22对应的位置形成有贯穿孔。因此，如图1所示的例子，波纹状模块带11a在板状部13上具有2个贯穿孔22时，且端部固定件72的宽度与波纹状模块带11a的宽度大致相同时，端部固定件72在宽度方向的两端部侧具有2个贯穿孔。
另外，对将配置于波纹状模块带11a的一个端部侧的端部固定件72设为1个，并在1个端部固定件72上形成2个以上的贯穿孔的结构并无限定，可根据板状部13的贯穿孔22的数量，具有2个以上的端部固定件。
传热部件74配置于波纹状模块带11a的板状部13之间，由具有高导热性的材料构成。
传热部件74的导热率优选为10W/mK以上。若传热部件74的导热率为10W/mK以上，则能够从高温侧向热电转换模块供给较多的热量。并且，能够向低温侧排出较多的热量，因此优选。
另一方面，若导热率小于10W/mK，则上述热量的供给与热量的排出并不充分。
上述传热部件74的导热率值为记载于物性值的手册中的导热率的值、由制造商发表的导热率的值等公表值。
具体而言，作为传热部件74的形成材料，可优选使用铝、铁、不锈钢等各种金属。
对传热部件74的大小、剖面形状等并无限定，根据波纹状模块带11a的大小、形状等，适当设定即可。
磁铁76用于热电转换器件的固定。作为磁铁76，能够利用铁氧体磁铁、铝镍钴磁铁等以往公知的永久磁铁。
图9A是示意地表示热电转换器件的一例的剖视图，图9B是从b方向观察图9A时的局部放大图。
图9A及图9A中示出的热电转换器件100具有如下而构成：多个热电转换模块50，具有绝缘性基板12、热电转换层16、配线部件26及配线部件28；及棒状部件52及棒状部件54，贯穿多个热电转换模块50。
并且，棒状部件52的两端部与热源H1接触，棒状部件54的两端部与热源H2接触。热源H1及热源H2中的一个为低温热源，另一个为高温热源。以下，将热源H1为低温热源、热源H2为高温热源的情况作为例子进行说明。
另外，棒状部件52及棒状部件54为本发明中的线状部件。
如图所示，热电转换模块50具有：矩形平板状的绝缘性基板12；多个热电转换层16，沿绝缘性基板12的延伸方向(第1方向)以预先设定的间隔配置；及配线部件26及配线部件28，按各热电转换层的每一个，沿与第1方向正交的方向即绝缘性基板12的短边方向(第2方向)配置成夹着热电转换层。
由1个热电转换层16与夹住该热电转换层16的配线部件26及配线部件28形成热电转换元件10。即，热电转换模块50具有在绝缘性基板12上沿第1方向以规定间隔排列的多个热电转换元件10。
另外，以下说明中，将第2方向还称作热电转换模块的上下方向，将第1方向还称作热电转换模块的左右方向。并且，配线部件26是指热电转换层16的上下方向的上方的配线部件，配线部件28是指热电转换层16的下方的配线部件。
并且，配线部件26与配线部件28的不同点仅在于配置位置，具有基本相同的结构，因此无需区别配线部件26与配线部件28时，还统称为配线部件。另外，作为配线部件26及配线部件28的形成材料，能够利用与配线部件18相同的材料。并且，配线部件26与配线部件28的形成材料可相同也可不同。
同样地，棒状部件52与棒状部件54的不同点仅在于配置位置，具有基本相同的结构，因此无需区别棒状部件52与棒状部件54时，还统称为棒状部件。
并且，配线部件26与和其所对应的热电转换层16相邻的一个热电转换层16所对应的配线部件26电连接，并且，配线部件28与和其所对应的热电转换层16相邻的另一个热电转换层16所对应的配线部件28电连接。即，相邻的热电转换元件10彼此的配线部件26及配线部件28交替连接。
由此，如图9C所示，多个热电转换元件10串联连接，电流向图中箭头所示的方向流动。
具体而言，如图9C所示，排列于绝缘性基板12上的多个热电转换层16优选如下：以使电流从配线部件28侧(高温热源H2侧)向配线部件26侧(低温热源H1侧)流动的方式进行发电的热电转换层、与以使电流从配线部件26侧(低温热源H1侧)向配线部件28侧(高温热源H2侧)流动的方式进行发电的热电转换层交替排列而串联连接。
即，优选交替排列相对于所赋予的温度差向互不相同的方向进行发电的包含P型材料的热电转换层(P型热电转换层)与包含N型材料的热电转换层(N型热电转换层)。
其中，各热电转换模块50分别具有贯穿配线部件26及绝缘性基板12的贯穿孔26a、以及贯穿配线部件28及绝缘性基板12的贯穿孔28a。该贯穿孔26a中穿入有棒状部件52，并且，贯穿孔28a中穿入有棒状部件54。
并且，多个热电转换模块50向与热电转换模块的主表面垂直的方向排列(层叠)，棒状部件52横穿多个热电转换模块50，穿入到各热电转换模块50的贯穿孔26a，并且，棒状部件54横穿多个热电转换模块50，穿入到各热电转换模块50的贯穿孔28a。
其中，如前述，棒状部件52的两端部与低温热源H1接触，并且，棒状部件54的两端部与高温热源H2接触。因此，高温热源H2的热经由棒状部件54传递至各配线部件28，配线部件28的温度变高，并且，经由棒状部件52连接于低温热源H1的各配线部件26被冷却，配线部件26的温度变低，因此在配线部件26与配线部件28之间产生温度差。因此，配置于配线部件26与配线部件28之间的热电转换层16根据该温度差，将热能转换为电能，即进行发电。热电转换层16所发电的电能经由作为电极发挥作用的配线部件26及配线部件28取出。
连接多个以往的π型热电转换元件的热电转换器件中存在制造工序变得复杂而费工夫的问题。并且，由于因各部件的热膨胀系数的不同引起的热应变的影响或反复产生热应变的变化，产生界面的疲劳现象，存在性能下降的问题。
因此，作为容易制造，并且，不易产生因各部件的热膨胀系数的不同引起的热应变的影响等问题的热电转换器件，公开有沿基板的面方向排列而形成热电转换层及配线部件，向面方向产生温度差，从而将热能转换为电能的热电转换模块。
这种沿基板的面方向产生温度差的热电转换模块需要使基板相对于热源立起来使薄基板的端面与热源接触。并且，提出有为了热电转换器件的高输出密度化，也重叠使用多个热电转换模块。
其中，热电转换模块中，为了沿规定方向具有温度差，作为绝缘性基板，使用导热率低的材料。
因此，重叠多个热电转换模块来构成的热电转换器件中重叠由聚酰亚胺等导热率低的材料构成的绝缘性基板，因此热不易传递至重叠时位于内侧的热电转换模块，导致不易产生温度差，存在导致作为热电转换器件的发电量下降的问题。
并且，若为了确保重叠的热电转换模块的自支撑性，向热电转换模块之间填充填充剂，则隔热性下降，因此仍然会导致热电转换模块中不易产生温度差，存在导致发电量下降的问题。
相对于此，热电转换器件100具有如下结构：各热电转换模块50分别具有贯穿配线部件26及绝缘性基板12的贯穿孔26a、以及贯穿配线部件28及绝缘性基板12的贯穿孔28a，棒状部件52横穿多个热电转换模块50而穿入到各热电转换模块50的贯穿孔26a，并且，棒状部件54横穿多个热电转换模块50而穿入到各热电转换模块50的贯穿孔28a。
通常，作为配线部件(电极)，使用具有高导电性的金属等。因此，配线部件具有高导热率。
因此，在使棒状部件穿入到配线部件的贯穿孔来使配线部件与棒状部件热接触的本发明的结构中，来自热源的热经由棒状部件52或棒状部件54，传热至各配线部件26或配线部件28，因此不会被绝缘性基板12等隔热，对重叠时位于内侧的热电转换模块50的配线部件，也能够可靠地传递热。因此，在位于内侧的热电转换模块50的热电转换元件10中也能够产生高温度差，能够提高作为热电转换器件100的发电量。
并且，棒状部件横穿多个热电转换模块50而穿入到各热电转换模块50的贯穿孔，因此无需向热电转换模块50之间填充填充剂等，就能够支撑各热电转换模块50，能够提高自立性，并且，还能够防止伴随由于填充填充剂而引起的隔热性的下降而产生的发电量的下降。
另外，从可靠地进行配线部件与热源之间的传热的观点考虑，优选棒状部件的导热率高。具体而言，棒状部件的导热率优选为10W/(m·K)以上，更优选为100W/(m·K)以上。
并且，从支撑热电转换模块50的观点考虑，作为棒状部件的形成材料，优选为拉伸强度高的材料。
因此，作为棒状部件的形成材料，优选为导热率为10W/(m·K)以上且拉伸强度为195N/mm2以上的铁、不锈钢、铝、铜等。其中，从能够以低温进行焊接等角度考虑，更优选为铜。
其中，图示例中，设为具有穿入到形成在位于热电转换层16的上方的配线部件26的贯穿孔26a的棒状部件52、与穿入到形成在位于热电转换层16的下方的配线部件28的贯穿孔28a的棒状部件54的结构，但并不限定于此，可设为具有任一个棒状部件的结构。例如，可设为仅具有穿入到配线部件28的贯穿孔28a的棒状部件54的结构，并设为配线部件28经由棒状部件54，通过来自热源H2的热加热，而配线部件26侧进行空冷的结构。
然而，从能够在配线部件之间产生更大的温度差的角度考虑，优选设为具有穿入到配线部件26的贯穿孔26a的棒状部件52、及穿入到配线部件28的贯穿孔28a的棒状部件54的结构。
并且，如图9B所示，优选所有热电转换元件10的配线部件26及配线部件28上分别形成有贯穿孔并穿入有棒状部件，但并不限定于此，在至少1个热电转换元件10的配线部件上形成有贯穿孔并穿入有棒状部件即可。
并且，图示例中，设为在1个热电转换元件10的1个配线部件上形成有1个贯穿孔并穿入有棒状部件的结构，但并不限定于此，也可设为在1个配线部件上形成有2个以上的贯穿孔并且2个贯穿孔中分别穿入有棒状部件的结构。
并且，棒状部件可具有绝缘性，也可具有导电性。
如前述，棒状部件与各热电转换模块50的热电转换元件10的配线部件接触，但棒状部件具有绝缘性时，各热电转换模块50并不电连接，不会相互影响。
另一方面，棒状部件具有导电性时，热电转换器件100中，优选各热电转换模块50具有电性上相同的结构，优选棒状部件在各热电转换模块50中穿入到在电性上相同的位置的配线部件，具有多个棒状部件时，优选各棒状部件分别穿入到各热电转换模块50的电性上相同的位置的配线部件。由此，成为各热电转换模块50并列连接的状态。
另外，棒状部件具有导电性时，棒状部件与热源的接触部也与热源绝缘。
并且，优选多个热电转换模块50分开规定的间隔来排列。通过隔开间隔排列相邻的热电转换模块50，能够更适当地产生温度差。
并且，图9A中示出的热电转换器件100中，多个热电转换模块50设为分别独立的部件，但并不限定于此，可一体设置多个热电转换模块。
例如，多个热电转换模块分别可以是如下结构，即，通过第2方向中的一个端部(例如，上端部)，相邻的热电转换模块中的一个与基板彼此结合，通过第2方向的另一个端部(例如，下端部)，相邻的热电转换模块中的另一个与基板彼此结合。即，可形成为相邻的热电转换模块的上端部与下端部交替结合的所谓的波纹状(参考图14C)。如此，可设为多个热电转换模块50连结为波纹状的结构，作为本发明的热电转换器件。
并且，优选棒状部件与形成有供该棒状部件穿入的贯穿孔的配线部件被焊接。
通过焊接棒状部件与配线部件，棒状部件与配线部件的接触面积增加，因此能够在棒状部件与配线部件之间更有效地传递热。
并且，由于各热电转换模块固定于棒状部件，因此能够提高自立性。
对焊接棒状部件与配线部件时的焊锡的材料并无限定，根据棒状部件的材质及配线部件的材质等，适当选择即可。
并且，也可如图10中示出的热电转换器件110，设为利用弯曲的棒状部件54，多个热电转换模块50沿着棒状部件54的弯曲而排列的结构。
如此，作为利用弯曲的棒状部件54，多个热电转换模块50沿着棒状部件54的弯曲而排列的结构，通过使热电转换器件110弯曲，如图10所示，能够将热电转换器件110卷绕在成为热源H2的配管上来配置。
并且，如图10所示，热电转换器件110的棒状部件54具有与热源H2的接触部54a，在该接触部54a中与热源H2接触。
以下，利用图11A～图14C，对热电转换器件的制造方法的一例进行说明。
以下说明的制造方法为如下方法：通过卷对卷(以下，还称作RtoR)，在长边的绝缘性基板12上，以规定的图案形成配线部件及热电转换层16，之后，使绝缘性基板12以规定图案折弯，由此制作多个热电转换模块50连结为波纹状的状态的热电转换器件100。
另外，图11A～图12B中，为了说明，在一部分部位画上了阴影线。
首先，准备如图11A所示那样的片状物，即，在多个热电转换模块50各自的成为绝缘性基板12的长条形的基板带12A的一面的整个面上形成有金属箔27。这种膜状物可在成为绝缘性基板12的树脂膜上，通过真空蒸镀法或各种印刷法等形成金属箔27来制作，也可使用市售的膜状物。
接着，如图11B所示，从将在这种基板带12A上形成有金属箔27的片状物卷绕而成的基板卷送出该片状物，通过RtoR，以规定的传送路径进行传送，并且将金属箔27蚀刻成规定的图案来去除不需要的部分，由此形成配线部件(配线部件26、配线部件28)。
图11C中示出将金属箔27蚀刻成规定的图案来形成配线部件的基板带12A的顶视图。
如图11C所示，配线部件沿基板带12A的宽度方向以规定间隔配置，与在宽度方向上相邻的配线部件中的一个连接。即，在宽度方向上，形成为隔1个而连接配线部件彼此。此时，在宽度方向上，通过配线部件26与配线部件28连接的配线部件的组错开配置。
并且，在基板带12A的传送方向上，分开规定的距离而交替配置有2个配线部件26及2个配线部件28。该2个配线部件26以相接的状态配置，2个配线部件28也以相接的状态配置。
因此，如图所示，配线部件以结合4个配线部件的状态，沿宽度方向以规定间隔配置，在传送方向上交替配置于配置间隔的一半的位置，即所谓的交错配置。
其中，如后述，基板带12A在图11C中以虚线示出的位置折弯，虚线之间的各个区域作为热电转换模块50的绝缘性基板12发挥作用。基板带12A的宽度方向为绝缘性基板12的左右方向(第1方向)，基板带12A的传送方向为绝缘性基板12的上下方向(第2方向)，虚线的位置为绝缘性基板12的上下方向的端部。因此，配线部件在绝缘性基板12的上下方向的两端部，沿左右方向以规定间隔配置，在上下方向上相对的配线部件26与配线部件28成为用于形成1个热电转换元件10的1组配线部件。
并且，如图11C所示，在配线部件的以虚线表示的折弯位置，为了使刚性变得比其他部分低而易在该位置折弯，沿宽度方向交替形成有存在金属箔的部分与没有金属箔的部分。以下，将沿宽度方向交替形成存在金属箔的部分与没有金属箔的部分的部分称作低刚性部。
另外，上述的例子中，配线部件通过将层叠于绝缘性基板12(基板带12A)上的金属箔27蚀刻成规定的图案来形成，但并不限定于此，可通过利用金属掩模的真空蒸镀法、网版印刷、金属掩模印刷、喷墨印刷等方法，在绝缘性基板12上直接以规定的图案形成。
接着，如图12A所示，通过RtoR以规定的传送路径传送以规定图案形成有配线部件的基板带12A，并且在配线部件26与配线部件28之间的区域以规定的图案形成热电转换层16。
另外，虽然省略图示，但热电转换层16中，在基板带12A的宽度方向上，交替形成有P型热电转换层与N型热电转换层。并且，热电转换层16形成为覆盖配线部件的端部并与配线部件电连接。
另外，如前述，P型热电转换层及N型热电转换层的形成通过网版印刷或金属掩模印刷等印刷法进行即可，例如，在形成P型热电转换层之后形成N型热电转换层即可。
并且，P型热电转换层及N型热电转换层为由无机材料构成的热电转换层时，可通过溅射或真空蒸镀形成P型热电转换层及N型热电转换层。
接着，如图12B所示，在各配线部件的位置形成贯穿配线部件及基板带12A的贯穿孔。
具体而言，如图所示，按每个配线部件，在配线部件的大致中央形成1个贯穿孔。
另外，如前述，贯穿孔的形成能够通过NC(numerically controlled)钻孔、激光加工、化学蚀刻、电浆蚀刻法等形成。
由此，制作模块带50R，其具有沿绝缘性基板12上的左右方向以规定的间隔配置的多个热电转换元件10，连结有多个串联连接多个热电转换元件10而成的热电转换模块50。
接着，如图13所示，从卷绕有模块带50R的卷拉出模块带50R，沿长边方向传送的同时，使其通过具有与绝缘性基板12的上下方向的长度(即，图12B中的虚线与虚线之间的距离)相应的间距且相互啮合的齿轮200a与齿轮200b之间，由此对模块带50R进行折弯加工来制作波纹状模块带50W。
如前述，在基板带12A上的配线部件上形成有与宽度方向平行的低刚性部。并且，齿轮200a及200b具有与低刚性部的间隔相应的间距。因此，模块带50R在低刚性部的位置交替折弯成凸折或凹折，制作出所有凸折部的顶部及凹折部的底部的位置对齐的波纹状模块带50W。
而且，可根据需要，如图14A所示，将波纹状模块带50W插入到导向件210中，所述导向件210具有与热电转换模块50的上下方向的长度即低刚性部的间隔及热电转换模块50的左右方向的长度相应的剖面形状的空间，并如图14B所示，通过按压部件212进行按压，沿长边方向压缩已折弯的波纹状模块带50W，由此调节波纹状模块带50W的折弯状态。
接着，如图14C所示，以横穿波纹状模块带50W的各热电转换模块50的相同位置的贯穿孔的方式穿入棒状部件，从而制作热电转换器件100。
图示例中，将棒状部件54穿入到配线部件28的贯穿孔28a，当然也可将棒状部件52穿入到配线部件26的贯穿孔26a。
并且，可根据需要，焊接棒状部件与供该棒状部件穿入的配线部件。
而且，可根据需要，如图14D所示，设为能够使棒状部件54弯曲来卷绕在配管等圆柱状的热源H2来配置的弯曲的热电转换器件110。
如以上，能够利用RtoR以高生产率制造使用连结多个热电转换模块50来设为波纹状的波纹状模块带50W的热电转换器件。
并且，由于能够利用RtoR，因此例如能够以卷绕成卷状的状态处理形成配线部件的基板带12A、或形成热电转换层16的模块带50R等波纹状模块带50W的制作中的中间结构体。因此，即使绝缘性基板12为15μm以下的薄膜，也能够确保良好的处理性。
另外，上述的热电转换器件的制作方法的例子中，在绝缘性基板12(基板带12A)上依次进行配线部件、热电转换层16及贯穿孔的形成，但并不限定于此。例如，可在形成贯穿孔之后形成配线部件，并形成热电转换层16。
这种热电转换器件能够利用于各种用途。
作为一例，可例示温泉热发电机、太阳能热发电机、余热发电机等发电机、或手表用电源、半导体驱动电源、小型传感器用电源等各种装置(器件)的电源等各种发电用途。并且，作为本发明的热电转换元件的用途，除了发电用途以外，还可例示热传感器或热电偶等传感器元件用途。
以上，对本发明的热电转换器件进行了详细说明，但本发明并不限定于上述例，当然可以在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种改良和变更。
符号说明
10-热电转换元件，11a-波纹状模块带，11b-模块带，12-绝缘性基板，12A-基板带，13-板状部，14p-P型热电转换层，16-热电转换层，16n-N型热电转换层，18、26、28-配线部件，20-加强件，22、26a、28a-贯穿孔，50-热电转换模块，50R-模块带，50W-波纹状模块带，52、54-棒状部件，70-金属线(线状部件)，72-端部固定件，74-传热部件，76-磁铁，100、110、120a～120d-热电转换器件，200a、200b-正齿轮。

Claims (11)

1.一种热电转换器件，其具有：
波纹状模块带，其具备绝缘性基板、在所述绝缘性基板的主表面上以预先设定的间隔配置的多个热电转换层、及在所述绝缘性基板的主表面上夹着各所述热电转换层而配置的多个配线部件，该波纹状模块带交替进行凸折或凹折而形成为波纹结构，且具有分别形成于多个板状部的多个贯穿孔，所述多个板状部通过所述绝缘性基板的波纹状折回而形成；及
线状部件，其横穿多个所述板状部而贯插于多个所述贯穿孔。
2.根据权利要求1所述的热电转换器件，其中，
该热电转换器件为通过所述线状部件向层叠方向按压多个所述板状部而成的结构。
3.根据权利要求1或2所述的热电转换器件，其中，
该热电转换器件具有配置于相邻的所述板状部之间的至少一部分的传热部件。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的热电转换器件，其中，
该热电转换器件具有在层叠多个所述板状部的方向上，夹着所述波纹状模块带而配置的磁铁。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的热电转换器件，其中，
所述贯穿孔形成于所述板状部的所述热电转换层的形成位置以外的位置处。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的热电转换器件，其中，
所述贯穿孔形成于所述板状部的所述配线部件的形成位置以外的位置处。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的热电转换器件，其中，
从层叠多个所述板状部的方向观察时，形成于各所述板状部的多个所述贯穿孔形成于相互重合的位置处。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的热电转换器件，其中，
所述板状部分别具有2个以上的所述贯穿孔，
所述热电转换器件具有分别贯插于所述板状部的各所述贯穿孔的2个以上的所述线状部件。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的热电转换器件，其中，
所述贯穿孔形成于所述板状部的凸折侧或凹折侧。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的热电转换器件，其中，
多个所述热电转换层包含P型热电转换层及N型热电转换层，
在所述绝缘性基板的一个面上，分别在多个所述板状部上，根据所述波纹状的折回而交替形成有所述P型热电转换层及所述N型热电转换层中的任一方，
所述配线部件连接相邻的所述P型热电转换层与所述N型热电转换层。
11.根据权利要求1至9中任意一项所述的热电转换器件，其中，
在与所述绝缘性基板的折回的棱线平行的方向上，在各个所述板状部上分别排列有多个所述热电转换层。
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