DE19646915A1 - Thermoelektrischer Umwandlungsmodul und Verfahren zum Herstellen desselben - Google Patents
Thermoelektrischer Umwandlungsmodul und Verfahren zum Herstellen desselbenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen thermoelektri
schen Umwandlungsmodul zur Verwendung in einem einen thermo
elektrischen Effekt ausnützenden Gerät, wie beispielsweise ei
nem elektronischen Kühlgerät und einem elektrischen Energieer
zeugungsgerät, und insbesondere auf einen thermoelektrischen
Umwandlungsmodul mit mittels Metallelektroden in Kaskade ge
schalteten N-Typ-Halbleiterelementen und P-Typ-Halbleiter
elementen. Außerdem bezieht sich die vorliegende Erfindung auch
auf ein Verfahren zur Herstellen eines derartigen thermoelek
trischen Umwandlungsmoduls.
Es gibt verschiedene Arten von thermoelektrischen Umwandlungs
modulen, die den Seebeck-Effekt, Peltier-Effekt und
Thomson-Effekt ausnutzen. Unter diesen thermoelektrischen Umwandlungs
modulen wurde ein Seebeck-Effekt-Element und ein Peltier-
Effekt-Elemente realisiert, in denen ein thermoelektrisches
Element durch Verbinden verschiedener Arten von Metallen gebil
det ist. Im Seebeck-Effekt-Element sind verschiedene Arten von
Metallen verbunden, um eine geschlossene Schleife zu bilden,
und Thermoelektrizität wird erzeugt, indem Verbindungsstellen
auf verschiedene Temperaturen gebracht sind. Ein derartiges
Seebeck-Effekt-Element kann als thermoelektrisches Element ein
gesetzt werden. Im Peltier-Effekt-Element sind verschiedene Ar
ten von Metallen verbunden, um eine geschlossene Schleife zu
bilden, und ein elektrischer Strom wird durch die Schleife in
einer gegebenen Richtung geschickt, damit Wärmeabsorption am
einen Verbindungspunkt und Wärmeerzeugung am anderen Verbin
dungspunkt auftreten. Ein derartiges thermoelektrisches Element
kann als ein thermoelektrisches Heizelement oder ein thermo
elektrisches Kühlelement eingesetzt werden. Um die Wirksamkeit
dieser Elemente zu verbessern, wird verbreitet ein Übergang
zwischen einem Halbleiter und einem Metall verwendet, da ein
größerer Seebeck-Koeffizient und ein größerer Peltier-
Koeffizient durch einen Halbleiter-Metall-Übergang als durch
einen Metall-Metall-Übergang erzielt werden können.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, die ein Grundstruktur
eines üblichen thermoelektrischen Umwandlungsmoduls zeigt, der
als das obige thermoelektrische Element aufgebaut ist. Der
thermoelektrische Umwandlungsmodul umfaßt eine Anzahl von
N-Typ-Halbleiterelementen 1 und eine Anzahl von P-Typ-Halbleiter
elementen 2, wobei die N-Typ- und P-Typ-Halbleiterelemente ab
wechselnd angeordnet sind. Benachbarte N-Typ-Halbleiterelemente
1 und 2 sind in Kaskade mittels aus Metallsegmenten bestehenden
Elektroden 3 verbunden. Das linksseitige N-Typ-Halbleiter
element 1 und das rechtsseitige P-Typ-Halbleiterelement 2 in
der Halbleiterelementanordnung in Kaskadenverbindung sind mit
entgegengesetzten Enden einer Last 4 verbunden. Eine Seite der
Halbleiteranordnung ist in eine Umgebung höherer Temperatur ge
bracht, während das andere Ende in einer Umgebung niedrigerer
Temperatur vorgesehen ist. Dann fließen in jedem der
N-Typ-Halbleiterelemente 1 Elektronen von der Hochtemperaturseite zu
der Niedertemperaturseite, wie dies durch Voll-Linien gezeigt
ist (ein elektrischer Strom fließt von der Niedertemperatursei
te zu der Hochtemperaturseite). In jedem der P-Typ-Halbleiter
elemente 2 fließen Löcher von der Hochtemperaturseite zu der
Niedertemperaturseite, wie dies durch Strichlinien angedeutet
ist (ein elektrischer Strom fließt von der Hochtemperaturseite
zu der Niedertemperaturseite). Daher liegt eine Spannung über
der Last 4 mit einer in Fig. 1 angegebenen Polarität. Die Halb
leiterelemente 1 und 2 können aus einem Bi-Te-Halbleiter (bei
spielsweise Bi₂Te₃), einem Bi-Sb-Halbleiter (beispielsweise
Bi0,88Sb0,12) oder einem Si-Ge-Halbleiter (beispielsweise
Sio,8Ge0,2) hergestellt sein.
Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung, die ein bekanntes
Verfahren zum Herstellen des oben beschriebenen, üblichen ther
moelektrischen Umwandlungsmoduls zeigt. Auf einer Oberfläche
eines isolierenden Substrates 5 sind Elektrodenmetallsegmente 6
durch Löten oder Schweißen in einem gegebenen Muster befestigt.
Dann werden N-Typ-Halbleiterelemente 1 und P-Typ-Halbleiter
elemente 2 an den Metallsegmenten 6 durch Löten oder Schweißen
angebracht. Die Halbleiterelemente 1 und 2 können durch ein
Einkristall-Schmelzverfahren oder durch Schneiden eines gesin
terten Halbleitermaterials hergestellt sein. Auf Oberseiten der
N-Typ- und P-Typ-Halbleiterelemente 1 und 2 sind Metallsegmente
7 durch Löten oder Schweißen angebracht. Auf diese Weise sind
die N-Typ-Halbleiterelemente 1 und die P-Typ-Halbleiterelemente
2 abwechselnd angeordnet und mittels der Metallsegmente 6 und 7
in Kaskade verbunden. In diesem Fall wurde bereits angeregt,
die Metallsegmente 7 gleichzeitig an den Halbleiterelementen 1
und 2 durch Verwenden einer isolierenden Platte festzulegen,
auf der zuvor ein Metallelektrodenmuster erzeugt wurde.
In den japanischen Patentveröffentlichungen 58-199578,
61-263176, 5-283753, 7-162039 und 8-18109 sind verschiedene üb
liche Verfahren zum Herstellen von thermoelektrischen Umwand
lungsmodulen beschrieben. In der japanischen Patentveröffentli
chung 58-199578 werden, nachdem N-Typ-Halbleiterelemente und
P-Typ-Halbleiterelemente abwechselnd angeordnet wurden, Zwischen
räume zwischen benachbarten Halbleiterelementen mit einem Haft
mittel gefüllt. In der japanischen Patentveröffentlichung
61-263 176 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem eine
N-Typ-Halbleiterschicht und eine P-Typ-Halbleiterschicht sukzessiv
aufeinander abgeschieden werden, wobei Zwischenräume außer Kon
taktbereichen von diesen Schichten mit einem glasartigen Mate
rial gefüllt werden. In einem in der japanischen Patentveröf
fentlichung 5-283753 beschriebenen Verfahren sind N-Typ-Halb
leiterelemente und P-Typ-Halbleiterelemente abwechselnd in
Mehrfachlöchern eines Wärmewiderstandsisolators angeordnet.
Weiterhin ist in der japanischen Patentveröffentlichung
7-162039 ein Verfahren beschrieben, bei dem eine einzige Anord
nung von Durchgangslöchern in einem Formkörper gebildet wird,
und N-Typ-Halbleiterelemente sowie P-Typ-Halbleiterelemente
werden abwechselnd in dieser Durchgangslöcher eingeführt.
Schließlich ist in der japanischen Patentveröffentlichung
8-18109 ein thermoelektrischer Modul erläutert, der N-Typ- und
P-Typ-Halbleiterelemente hat, wobei ein isolierendes Material,
wie beispielsweise Kunstharz, Keramik und Glas, Zwischenräume
zwischen benachbarten Halbleiterelementen füllt. Ein derartiger
thermoelektrischer Modul wird gebildet, indem eine
N-Typ-Halbleiterschicht auf einem Glassubstrat erzeugt wird, indem
eine P-Typ-Halbleiterschicht auf einem anderen Glassubstrat er
zeugt wird, indem die Halbleiterschichten jeweils durch eine
Schneid- oder Fräsmaschine geschnitten werden, um Glieder zu
erhalten, in welchen säulenähnliche N-Typ- und P-Typ-Halblei
terelemente ausgerichtet sind, indem diese Glieder so angeord
net werden, daß die N-Typ-Halbleiterelemente und die
P-Typ-Halbleiterelemente abwechselnd vorgesehen sind, und indem Zwi
schenräume zwischen diesen Halbleiterelementen mit einem iso
lierenden Material gefüllt werden.
Wenn ein thermoelektrischer Umwandlungsmodul großer Kapazität
einschließlich einer großen Anzahl von thermoelektrischen Ele
menten durch das in Fig. 2 gezeigte herkömmliche Verfahren her
zustellen ist, sind eine extrem hohe Bearbeitungsgenauigkeit
und eine hohe Zusammenbaufähigkeit erforderlich, und somit
steigen die Herstellungskosten sehr stark. Darüber hinaus ist
es unmöglich, einen thermoelektrischen Umwandlungsmodul mit ei
ner gekrümmten Oberfläche herzustellen. Eine derartige gekrümm
te Oberfläche ist erforderlich, wenn ein thermoelektrischer Um
wandlungsmodul an einem Basisglied mit einer gekrümmten Ober
fläche befestigt ist. Daher kann der durch dieses herkömmliche
Verfahren hergestellte Modul bei zahlreichen Anwendungen nicht
eingesetzt werden. Wenn beispielsweise der thermoelektrische
Umwandlungsmodul auf ein System angewandt wird, bei dem elek
trische Energie erzeugt wird, indem Abwärme einer Brennkraftma
schine verwendet wird, so ist ein Raum zum Vorsehen des thermo
elektrischen Umwandlungsmoduls begrenzt, und in zahlreichen
Fällen wird es gewünscht, den thermoelektrischen Umwandlungsmo
dul auf einer gekrümmten Oberfläche vorzusehen. Jedoch kann der
durch das oben erwähnte bekannte Verfahren hergestellte Modul
nicht eine gekrümmte Oberfläche aufweisen, und er kann daher
nicht auf ein derartiges thermoelektrisches Energiesystem ange
wandt werden.
In dem in der japanischen Patentveröffentlichung 58-199578 be
schriebenen bekannten Verfahren erfordert die Anordnung der
N-Typ- und P-Typ-Halbleiterelemente ein sehr kompliziertes Ar
beiten, eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit und eine große Zusam
menbaufähigkeit, und somit werden die Herstellungskosten be
trächtlich hoch. In dem in der japanischen Patentveröffentli
chung 61-263176 beschriebenen bekannten Verfahren ist aufgrund
der Differenz im Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem
Halbleitermaterial und dem glasartigen Material der thermoelek
trische Umwandlungsmodul einer Beschädigung durch einen Wärme
zyklus ausgesetzt, und er hat somit eine kurze Lebensdauer. In
den bekannten Verfahren, die in den japanischen Patentveröf
fentlichungen 5-283753 und 7-162039 beschrieben sind, erfordert
die Einführung der N-Typ- und P-Typ-Halbleiterelemente in die
Löcher des isolierenden Substrates eine hohe Bearbeitungsgenau
igkeit und eine große Fähigkeit, so daß die Herstellungskosten
sehr hoch werden. Weiterhin kann der thermoelektrische Umwand
lungsmodul durch einen Wärmezyklus aufgrund der Differenz in
den Wärmeausdehnungskoeffizienten beschädigt werden. In dem in
der japanischen Patentveröffentlichung 8-18109 vorgeschlagenen
üblichen Verfahren ist die Anordnung der Halbleiterelemente
durch die Schneid- bzw. Fräsmaschine gebildet, und es ist sehr
schwierig, einen thermoelektrischen Umwandlungsmodul mit einer
kleinen Größe zu fertigen. Daher ist die Kapazität des thermo
elektrischen Umwandlungsmoduls begrenzt. Weiterhin kann auf
grund der Differenz im Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen
den Halbleiterelementen und dem die Zwischenräume zwischen den
Halbleiterelemente füllenden isolierenden Material der thermo
elektrische Umwandlungsmodul beschädigt werden, und seine Halt
barkeit ist ebenfalls beschränkt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen vorteilhaften
und neuartigen thermoelektrischen Umwandlungsmodul mit einer
gekrümmten Oberfläche und einer großen Kapazität vorzusehen;
außerdem soll ein Verfahren zum Herstellen eines thermoelektri
schen Umwandlungsmoduls mit großer Kapazität und gekrümmter
Oberfläche auf genaue, einfache und wenig aufwendige Weise vor
geschlagen werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung einen thermo
elektrischen Umwandlungsmodul, wie dieser im Patentanspruch 1
beschrieben ist, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines ther
moelektrischen Umwandlungsmoduls, wie dieses im Patentanspruch
7 zusammengefaßt ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung hat ein thermoelektrischer Um
wandlungsmodul:
einen Bienenwabenstrukturkörper aus einem elektrisch isolieren den Material und mit einer ersten Oberfläche, einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden zweiten Oberfläche und einer Vielzahl von Kanälen, die sich von der ersten Oberfläche zu der zweiten Oberfläche erstrecken, wobei abwechselnd ein oder meh rere Kanäle der Vielzahl von Kanälen in eine erste Gruppe und die verbleibenden Kanäle in eine zweite Gruppe klassifiziert sind,
eine Vielzahl von elektrisch isolierenden Füllgliedern, deren jedes in einem jeweiligen Kanal des Bienenwabenstrukturkörpers vorgesehen ist und darin ein Durchgangsloch aufweist, das sich von der ersten Oberfläche zu der zweiten Oberfläche des Bienen wabenstrukturkörpers erstreckt,
eine Vielzahl von N-Typ-Halbleiterelementen, deren jedes in ei nem jeweiligen Durchgangsloch der elektrisch isolierenden Füll glieder vorgesehen ist, die in den Kanälen ausgebildet sind, die zu der ersten Gruppe gehören,
eine Vielzahl von P-Typ-Halbleiterelementen, deren jedes in ei nem jeweiligen Durchgangsloch der elektrisch isolierenden Füll glieder vorgesehen ist, die in den zu der zweiten Gruppe gehö renden Kanälen ausgebildet sind, und
Metallelektroden, die auf den ersten und zweiten Oberflächen des Bienenwabenstrukturkörpers derart vorgesehen sind, daß ein oder mehrere benachbarte N-Typ-Halbleiterelemente und ein oder mehrere P-Typ-Halbleiterelemente, die in den Kanälen vorgesehen sind, die abwechselnd zu der ersten und zu der zweiten Gruppe gehören, in Kaskade mittels der Metallelektroden verbunden sind.
einen Bienenwabenstrukturkörper aus einem elektrisch isolieren den Material und mit einer ersten Oberfläche, einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden zweiten Oberfläche und einer Vielzahl von Kanälen, die sich von der ersten Oberfläche zu der zweiten Oberfläche erstrecken, wobei abwechselnd ein oder meh rere Kanäle der Vielzahl von Kanälen in eine erste Gruppe und die verbleibenden Kanäle in eine zweite Gruppe klassifiziert sind,
eine Vielzahl von elektrisch isolierenden Füllgliedern, deren jedes in einem jeweiligen Kanal des Bienenwabenstrukturkörpers vorgesehen ist und darin ein Durchgangsloch aufweist, das sich von der ersten Oberfläche zu der zweiten Oberfläche des Bienen wabenstrukturkörpers erstreckt,
eine Vielzahl von N-Typ-Halbleiterelementen, deren jedes in ei nem jeweiligen Durchgangsloch der elektrisch isolierenden Füll glieder vorgesehen ist, die in den Kanälen ausgebildet sind, die zu der ersten Gruppe gehören,
eine Vielzahl von P-Typ-Halbleiterelementen, deren jedes in ei nem jeweiligen Durchgangsloch der elektrisch isolierenden Füll glieder vorgesehen ist, die in den zu der zweiten Gruppe gehö renden Kanälen ausgebildet sind, und
Metallelektroden, die auf den ersten und zweiten Oberflächen des Bienenwabenstrukturkörpers derart vorgesehen sind, daß ein oder mehrere benachbarte N-Typ-Halbleiterelemente und ein oder mehrere P-Typ-Halbleiterelemente, die in den Kanälen vorgesehen sind, die abwechselnd zu der ersten und zu der zweiten Gruppe gehören, in Kaskade mittels der Metallelektroden verbunden sind.
Gemäß der Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Herstellen des
thermoelektrischen Umwandlungsmoduls die folgenden Schritte:
Vorbereiten eines Bienenwabenstrukturkörpers aus einem elek trisch isolierenden Material und mit einer ersten Oberfläche, einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden zweiten Oberflä che und einer Vielzahl von Kanälen, die sich von der ersten Oberfläche zu der zweiten Oberfläche erstrecken, wobei ein oder mehrere abwechselnde Kanäle in eine erste Gruppe und die ver bleibenden Kanäle in eine zweite Gruppe klassifiziert sind,
Einführen von N-Typ- und P-Typ-Halbleitersegmenten bzw. -streifen, in die zu der ersten bzw. zweiten Gruppe gehörenden Kanäle,
Vorbereiten eines Bienenwabenstrukturkörpers aus einem elek trisch isolierenden Material und mit einer ersten Oberfläche, einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden zweiten Oberflä che und einer Vielzahl von Kanälen, die sich von der ersten Oberfläche zu der zweiten Oberfläche erstrecken, wobei ein oder mehrere abwechselnde Kanäle in eine erste Gruppe und die ver bleibenden Kanäle in eine zweite Gruppe klassifiziert sind,
Einführen von N-Typ- und P-Typ-Halbleitersegmenten bzw. -streifen, in die zu der ersten bzw. zweiten Gruppe gehörenden Kanäle,
Füllen von Zwischenräumen, die zwischen Kanälen gebildet sind,
die die Kanäle und die darin eingeführten Halbleiterelemente
definieren, mit elektrisch isolierenden Füllgliedern,
Schneiden des Bienenwabenstrukturkörpers in eine Vielzahl von thermoelektrischen Umwandlungsmodul-Hauptkörpern einer ge wünschten Gestalt, deren jeder N-Typ- und P-Typ-Halbleiter elemene hat, die in den Kanälen vorgesehen sind und an wechsel seitig gegenüberliegenden ersten und zweiten Oberflächen frei liegen, und
Bilden von Metallelektroden auf entgegengesetzten Oberflächen des thermoelektrischen Umwandlungsmodul-Hauptkörpers derart, daß ein oder mehrere benachbarte N-Typ-Halbleiterelemente und ein oder mehrere P-Typ-Halbleiterelemente mittels der Metalle lektroden in Kaskade verbunden sind.
Schneiden des Bienenwabenstrukturkörpers in eine Vielzahl von thermoelektrischen Umwandlungsmodul-Hauptkörpern einer ge wünschten Gestalt, deren jeder N-Typ- und P-Typ-Halbleiter elemene hat, die in den Kanälen vorgesehen sind und an wechsel seitig gegenüberliegenden ersten und zweiten Oberflächen frei liegen, und
Bilden von Metallelektroden auf entgegengesetzten Oberflächen des thermoelektrischen Umwandlungsmodul-Hauptkörpers derart, daß ein oder mehrere benachbarte N-Typ-Halbleiterelemente und ein oder mehrere P-Typ-Halbleiterelemente mittels der Metalle lektroden in Kaskade verbunden sind.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum
Herstellen des thermoelektrischen Umwandlungsmoduls gemäß der
Erfindung sind die Elektroden zum Verbinden der frei liegenden
Endflächen der N-Typ- und P-Typ-Halbleiterelemente durch ein
Drucken, Löten oder Schweißen erzeugt.
In dem thermoelektrischen Umwandlungsmodul gemäß der Erfindung
sind die N-Typ- und P-Typ-Halbleiterelemente in den Durchgangs
löchern vorgesehen, die in den elektrisch isolierenden Füll
gliedern ausgebildet sind, welche in den Kanälen des Bienenwa
benstrukturkörpers angeordnet sind, und somit können die Halb
leiterelemente genau und stabil in ihrer Lage in dem Kanal mit
tels der elektrisch isolierenden Füllglieder festgelegt werden.
Daher wird die Anzahl der aus dem Bienenwabenstrukturkörper
herausfallenden oder unvollständig angeordneten Elemente sehr
klein, so daß der thermoelektrische Umwandlungsmodul mit großer
Kapazität einfach erhalten werden kann. Darüber hinaus kann ei
ne Oberflächenkonfiguration des thermoelektrischen Umwandlungs
moduls in jede gewünschte Gestalt geformt werden, und somit ist
es möglich, den thermoelektrischen Umwandlungsmodul mit einer
gekrümmten Oberfläche zu realisieren, die in direkten Kontakt
mit einer gekrümmten Oberfläche eines Basisgliedes gebracht
werden kann. Wenn weiterhin das elektrisch isolierende Füll
glied aus einem leicht deformierbaren Material hergestellt ist,
kann eine Differenz im Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen
dem Bienenwabenstrukturkörper und dem Halbleitermaterial durch
das elektrisch isolierende Füllglied absorbiert werden. Selbst
wenn daher der thermoelektrische Umwandlungsmodul einem ge
trennten Wärmezyklus unterworfen wird, kann eine Beschädigung
wirksam verhindert werden, und seine Lebensdauer wird verlän
gert.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nach einem Einführen
der Halbleiterstreifen in die Kanäle des Bienenwabenstruktur
körpers und einem Positionieren dieser Halbleiterstreifen mit
tels der elektrisch isolierenden Füllglieder der Bienenwaben
strukturkörper in eine Vielzahl von Bienenwabenstrukturhaupt
körpern geschnitten. Daher ist eine erforderliche Genauigkeit
für den Bienenwabenstrukturkörper und die Halbleiterstreifen
verringert, und die Ausbeute des Bienenwaben-Umwandlungsmodul-
Hauptkörpers ist verbessert. Auf diese Weise ist es möglich,
den thermoelektrischen Umwandlungsmodul mit einer großen Kapa
zität und einer gekrümmten Oberfläche in einer genauen, einfa
chen und wenig aufwendigen Weise zu fertigen.
Ein thermoelektrischer Umwandlungsmodul mit einer großen Kapa
zität und einer gekrümmten Oberfläche, die an einer entspre
chenden gekrümmten Oberfläche eines Basisgliedes befestigt wer
den, wird also hergestellt, indem N-Typ- und P-Typ-Halbleiter
streifen in Durchgangslöcher eingeführt werden, die in einem
Bienenwabenstrukturkörper ausgebildet sind, indem Zwischenräume
zwischen Wänden, die die Durchgangslöcher und die Halbleiter
streifen definieren, mit elektrisch isolierenden Füllgliedern
gefüllt werden, die aus einem leicht deformierbaren Material,
wie beispielsweise Polyimidharz und Silizium- bzw. Silikonharz,
hergestellt sind, indem der Bienenwabenstrukturkörper in eine
Vielzahl von thermoelektrischen Umwandlungsmodul-Hauptkörper
geschnitten wird, deren jeder eine gewünschte Oberflächenkonfi
guration hat, und indem Metallelektroden auf beiden Oberflächen
des thermoelektrischen Umwandlungsmodul-Hauptkörpers derart
vorgesehen werden, daß abwechselnd N-Typ- und P-Typ-Halbleiter
elemente in Kaskade verbunden sind.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher er
läutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung, die einen herkömmli
chen thermoelektrischen Umwandlungsmodul zeigt,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung, die ein übliches
Verfahren zum Herstellen des thermoelektrischen Um
wandlungsmoduls veranschaulicht,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung, die ein Ausfüh
rungsbeispiel des erfindungsgemäßen thermoelektri
schen Umwandlungsmoduls zeigt,
Fig. 4A-4E Darstellungen, die aufeinanderfolgende Schritte
eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Ver
fahrens veranschaulichen, und
Fig. 5A-5C perspektivische und Schnittdarstellungen, die ein
anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
thermoelektrischen Umwandlungsmoduls zeigen.
Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung, die ein Ausfüh
rungsbeispiel des erfindungsgemäßen thermoelektrischen Umwand
lungsmoduls in einer teilweise aufgebrochenen Darstellung
zeigt. Der thermoelektrische Umwandlungsmodul des vorliegenden
Ausführungsbeispiels umfaßt einen Bienenwabenstrukturkörper 11
aus einem elektrisch isolierenden Material und mit einer Anzahl
von dünnen Kanälen in der Gestalt von Durchgangslöchern 12, in
denen N-Typ-Halbleiterelemente 13 und P-Typ-Halbleiterelemente
14 vorgesehen sind. Erfindungsgemäß sind Zwischenräume zwischen
Wänden, die die Kanäle 12 und die Halbleiterelemente 13 und 14
festlegen, mit elektrisch isolierenden Füllgliedern 15 derart
gefüllt, daß die Halbleiterelemente 13 und 14 in jeweiligen Ka
nälen positioniert sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
sind N-Typ-Halbleiterelemente 13 und P-Typ-Halbleiterelemente
14 abwechselnd angeordnet. Obere und untere Endflächen der
N-Typ- und P-Typ-Halbleiterelemente 13 und 14 sind mittels oberen
Elektroden 16 und unteren Elektroden 17 derart verbunden, daß
die N-Typ- und P-Typ-Halbleiterelemente in Kaskadenweise ange
schlossen sind.
Die Fig. 4A bis 4E zeigen aufeinanderfolgende Schritte eines
Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Her
stellen des in der Fig. 3 dargestellten thermoelektrischen Um
wandlungsmoduls.
Zunächst wird, wie in Fig. 4A veranschaulicht ist, ein elek
trisch isolierender Bienenwabenstrukturkörper 21, in welchem
eine große Anzahl von Kanälen 22 ausgebildet ist, vorbereitet.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Kanäle 22 in der
Gestalt von viereckigen bzw. quadratischen Durchgangslöchern
gebildet, deren jedes eine Querschnittsfläche von 25 mm² hat
(eine Seite beträgt 5 mm). Dieser Bienenwabenstrukturkörper 21
ist aus Dichroit (Mg₂Al(AlSi₅)O₁₈) hergestellt und hat eine Hö
he von 10 cm. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel hat ein late
raler Schnitt eines Durchgangsloches 22 eine viereckförmige
bzw. quadratische Gestalt, jedoch kann gemäß der Erfindung das
Durchgangsloch jede beliebige Querschnittsgestalt haben, wie
beispielsweise kreisförmig, dreieckförmig, rechteckförmig und
hexagonal sein. In Fig. 4A ist das Durchgangsloch 22 zur Ver
deutlichung so gezeichnet, daß es eine große Abmessung im Ver
gleich mit dem Bienenwabenstrukturkörper 21 hat, so daß die An
zahl der gezeigten Durchgangslöcher klein ist; bei einem tat
sächlichen Modul wird jedoch eine große Anzahl von Durchgangs
löchern 22 mit einem sehr kleinen Querschnitt gebildet.
Sodann werden, wie in Fig. 4B veranschaulicht ist,
N-Typ-Halbleiterstreifen 23 und P-Typ-Halbleiterstreifen 24 in ab
wechselnde Durchgangslöcher 22 eingeführt. Im vorliegenden Aus
führungsbeispiel ist der N-Typ-Halbleiterstreifen 23 aus
Si0,8Ge0,2 hergestellt, das Phosphor (P) mit 0,2 Gew.-% als
N-Typ-Dotierstoff enthält, und der P-Typ-Halbleiterstreifen 24
ist aus Si0,8Ge0,2 hergestellt, das Bor (B) mit 0,05 Gew.-% als
P-Typ-Dotierstoff enthält. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
haben die Halbleiterstreifen 23 und 24 einen kreisförmigen
Querschnitt mit einem Durchmesser von 4 mm und einer Länge von
nicht weniger als 10 cm. Gemäß der Erfindung können die Halb
leiterstreiten jede gewünschte Querschnittsgestalt haben, wie
beispielsweise quadratische, dreiförmige und rechteckförmige
Ausbildungen. Es soll bemerkt werden, daß die N-Typ- und
P-Typ-Halbleiterstreifen 23 und 25 abwechselnd in aufeinanderfolgende
Durchgangslöcher 22 eingeführt werden können, oder es können
die N-Typ-Halbleiterstreifen in jedes andere Durchgangsloch
nacheinander oder gleichzeitig eingeführt werden, und dann kön
nen die P-Typ-Halbleiterstreifen in die verbleibenden Durch
gangslöcher nacheinander oder gleichzeitig eingeführt werden.
Sodann werden, wie in Fig. 4C veranschaulicht ist, Zwischenräu
me zwischen den die Durchgangslöcher 22 und die Halbleiter
streifen 23, 24 festlegenden Wänden mit elektrisch isolierenden
Füllgliedern 25 gefüllt. Dies kann durch Eintauchen des Bienen
wabenstrukturkörpers 21 mit den darin eingeführten Halbleiter
streifen 23 und 24 in eine Schmelze eines elektrisch isolieren
den Füllmaterials geschehen. Alternativ kann ein unteres Ende
des Bienenwabenstrukturkörpers 21 in eine Schmelze des elek
trisch isolierenden Füllmaterials eingeführt werden, um das ge
schmolzene Material in die Zwischenräume zwischen den Wänden
und den Halbleiterstreifen 23, 24 durch Kapillarwirkung einzu
saugen.
Dann wird nach einem Trocknen der elektrisch isolierenden
Schmelze zum Erzeugen der elektrisch isolierenden Füllglieder
25 in den Durchgangslöchern 22 der Bienenwabenstrukturkörper 21
längs einer Ebene L, die senkrecht zu den Durchgangslöchern 22
ist, wie dies in Fig. 4D gezeigt ist, in eine Vielzahl von
thermoelektrischen Umwandlungsmodul-Hauptkörpern 26 geschnit
ten, deren jeder eine Dicke von beispielsweise 5 mm hat. Durch
diesen Schneidprozeß werden die N-Typ- und die P-Typ-Halblei
terstreifen 23 und 24 ebenfalls geschnitten, um N-Typ- und
P-Typ-Halbleiterelemente 27 und 28 in jedem thermoelektrischen
Umwandlungsmodul-Hauptkörper zu bilden. Sodann werden, wie in
Fig. 4E gezeigt ist, auf Oberseiten und Unterseiten eines ther
moelektrischen Umwandlungsmodul-Hauptkörpers 26 Isolierplatten
29 und 31 vorgesehen, auf denen jeweils Elektroden 30 und 32
gemäß gegebenen Mustern durch Schablonen- oder Siebdrucken er
zeugt sind. Es soll in Fig. 4E darauf hingewiesen werden, daß
die obere Isolierplatte 29 mit der Oberseite nach unten gezeigt
ist, so daß die Elektroden 30 zu sehen sind. Auf diese Weise
werden die N-Typ-Halbleiterelemente 27 und die P-Typ-Halblei
terelemente 28 abwechselnd in Kaskade mittels der Elektroden 30
und 32 verbunden, um so den in Fig. 3 gezeigten thermoelektri
schen Umwandlungsmodul zu vervollständigen.
Wie oben erläutert ist, werden bei dem erfindungsgemäßen Ver
fahren die Halbleiterelemente 27 und 28 durch die elektrisch
isolierenden Füllglieder 25 in den Durchgangslöchern 22 des
Bienenwabenstrukturkörpers 21 gelagert. Nunmehr sollen die
elektrisch isolierenden Füllglieder 25 in Einzelheiten weiter
erläutert werden. Das elektrisch isolierende Füllglied 25 hat
eine Funktion zum Fixieren oder Festlegen des Halbleiterstrei
fens 23 oder 24 in seiner Lage innerhalb eines Durchgangsloches
des Bienenwabenstrukturkörpers 21. Gemäß der Erfindung ist es
vorteilhaft, das Füllglied 25 aus einem leicht deformierbaren
Material herzustellen. Sodann wird ein Kontaktoberflächenbe
reich zwischen einer das Durchgangsloch definierenden Wandflä
che und einem Halbleiterstreifen groß, und somit ist es mög
lich, den Halbleiterstreifen stabil innerhalb des Durchgangslo
ches zu halten. Darüber hinaus dient das Füllglied 25 als ein
Pufferglied zum Absorbieren der Deformation der Bienenwaben
struktur und des Halbleiterelementes aufgrund einer Wärmeaus
dehnung. Selbst wenn daher der thermoelektrische Umwandlungsmo
dul einem Wärmezyklus unterworfen wird, kann er wirksam vor ei
ner Beschädigung bewahrt werden. Auf diese Weise kann die Le
bensdauer des thermoelektrischen Umwandlungsmoduls verlängert
werden. Um die oben erwähnte Funktion des Füllgliedes zu ver
bessern, ist es vorzuziehen, daß das Füllglied einen mittleren
Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Wärmeausdehnungs
koeffizienten des Bienenwabenstrukturkörpers und dem Wärmeaus
dehnungskoeffizienten des Halbleitermaterials hat.
Weiterhin können hinsichtlich des Herstellungsprozesses durch
Verwenden der Füllglieder 25 die Halbleiterstreifen 23 und 24
einfach in die Durchgangslöcher 22 des Bienenwabenstrukturkör
pers 21 eingeführt werden, und somit können der Bienenwaben
strukturkörper und die Halbleiterstreifen einfach zusammenge
baut werden, ohne eine große Genauigkeit zu erfordern. Darüber
hinaus können diese Konstruktionsteile eine relativ große Tole
ranz haben. Auf diese Weise wird die Ausbeute bei der Herstel
lung des thermoelektrischen Umwandlungsmoduls verbessert, und
die Qualität des thermoelektrischen Umwandlungsmoduls wird ge
steigert.
Die elektrisch isolierenden Füllglieder 25 können aus einem
leicht deformierbaren Material, wie beispielsweise Silikonharz
und Polyimidharz hergestellt sein. Als Silikonharz kann ein Si
likon-Kondensationsprodukt verwendet werden, bei dem nahezu al
le aktiven Wasserstoffatome, die zum Auftrennen der
Siloxan-Verbindungen dienen, mit einem Nachbehandlungs- oder Aushärt
mittel vom Acetontyp versiegelt sind. Ein Raumtemperatur-
Vulkanisation-Silikonharz, das durch die Firma Shin-Etsu
Chemical Co. unter dem Handelsnamen "KE3418" hergestellt und
vertrieben ist, kann in vorteilhafter Weise eingesetzt werden.
Ein derartiges Silikonharz hat einen überlegenen Wärmewider
stand und gute elektrische Isoliereigenschaften und kann insbe
sondere vorteilhaft als das Füllgliedmaterial in dem erfin
dungsgemäßen thermoelektrischen Umwandlungsmodul verwendet wer
den.
Wie oben erläutert ist, sind die Elektroden 30 und 32 mit den
freiliegenden Endflächen der Halbleiterelemente 27 und 28 ver
bunden. Diese Elektroden 30 und 32 können aus einem elektrisch
leitenden Material, wie beispielsweise Al, Cu, Fe (rostfrei)
und La0,8Ca0,2CoO₃ hergestellt sein. Es ist vorzuziehen, die
Elektroden mit den Halbleiterelementen mittels eines
Metall-Lötmaterials zu verbinden, das eine gute chemische Affinität
und einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der zwischen
dem Wärmeausdehnungskoeffizienten der Elektrode und dem Wärme
ausdehnungskoeffizienten des Halbleitermaterials liegt. Die
Halbleiterelemente können aus einem Halbleiter, wie Si-Ge,
Pb-Te und Bi-Te, hergestellt sein.
Die Fig. 5A-5C zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel des er
findungsgemäßen thermoelektrischen Umwandlungsmoduls. Im vor
liegenden Ausführungsbeispiel wird der Bienenwabenstruktur-
Hauptkörper 26 mit einer Anzahl von N-Typ- und P-Typ-Halblei
terelementen 27 und 28, die in die elektrische isolierenden
Füllglieder 25 eingebettet sind, durch Schneiden des Bienenwa
benstrukturkörpers 21, der durch die in den Fig. 4A-4C gezeig
ten Schritte gebildet ist, derart hergestellt, daß der Bienen
wabenstruktur-Hauptkörper 26 gekrümmte Ober- und Unterseiten
hat, wie dies in Fig. 5A gezeigt ist. Dann werden die Elektro
den durch eines der bekannten Verfahren auf den gekrümmten
Oberflächen vorgesehen, um die N-Typ- und die P-Typ-Halbleiter
elemente 27 und 28 in Kaskade zu verbinden, wie dies in Fig. 5B
gezeigt ist, in welcher lediglich die auf der oberen gekrümmten
Oberfläche vorgesehenen Elektroden 30 gezeigt sind. Wie in Fig.
5C veranschaulicht ist, ist die Oberseite des thermoelektri
schen Umwandlungsmoduls an einer gekrümmten Oberfläche eines
Auspuffrohres 44 mittels eines handelsüblichen Keramikhaftmit
tels 43 befestigt. Auf der anderen gekrümmten Oberfläche des
thermoelektrischen Umwandlungsmoduls ist eine Kühlrippe 45 mit
tels des gleichen Haftmittels festgelegt. Es soll darauf hinge
wiesen werden, daß die Oberfläche des Auspuffrohres 44 eine
elektrisch isolierende Beschichtung oder Schicht 46 aufweist.
Eine elektrisch isolierende Beschichtung kann auf den oberen
und unteren Flächen des erfindungsgemäßen thermoelektrischen
Umwandlungsmoduls durch einen üblichen Dickfilm-Herstellungs
prozeß oder Bestreichen gebildet werden. Auf diese Weise können
die Ober- und Unterseiten des thermoelektrischen Umwandlungsmo
duls in jede gewünschte Gestalt gebracht werden, so daß der
thermoelektrische Umwandlungsmodul direkt an wärmeerzeugenden
Bauteilen mit verschiedenen Oberflächenkonfigurationen ange
bracht werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungs
beispiele begrenzt; beispielsweise kann lediglich eine Oberflä
che des thermoelektrischen Umwandlungsmoduls gekrümmt sein.
Wie oben in Einzelheiten erläutert ist, kann erfindungsgemäß
ein thermoelektrischer Umwandlungsmodul mit einer großen Kapa
zität und jeder gewünschten Oberflächenkonfiguration vorgesehen
werden. Wenn darüber hinaus das elektrisch isolierende Füll
glied aus einem leicht deformierbaren Material hergestellt ist,
kann verhindert werden, daß der thermoelektrische Umwandlungs
modul durch den Wärmezyklus aufgrund einer Differenz im Wärme
ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Bienenwabenstrukturkörper
und den Halbleiterelementen beschädigt oder zerstört wird.
Weiterhin wird bei dem Verfahren zum Herstellen des erfindungs
gemäßen elektrischen Umwandlungsmoduls nach einem Einführen der
Halbleiterstreifen in die in dem Bienenwabenstrukturkörper ge
bildeten Durchgangslöcher und einem Füllen der Zwischenräume
zwischen den Halbleiterstreifen und den die Durchgangslöcher
bildenden Wänden mit den elektrisch isolierenden Füllgliedern,
um die Halbleiterstreifen in ihrer Lage innerhalb der Durch
gangslöcher zu halten, der Bienenwabenstrukturkörper in die
thermoelektrischen Umwandlungsmodul-Hauptkörper zerschnitten
Damit ist es möglich, einfach den thermoelektrischen Umwand
lungsmodul mit einer großen Kapazität und einer gewünschten
Oberflächenkonfiguration in wenig aufwendiger Weise zu bilden.
Claims (12)
1. Thermoelektrischer Umwandlungsmodul mit:
einem Bienenwabenstrukturkörper (11) aus einem elektrisch iso lierenden Material und mit einer ersten Oberfläche, einer zwei ten, der ersten gegenüberliegenden Oberfläche und einer Viel zahl von Kanälen (12), die sich von der ersten Oberfläche zur zweiten Oberfläche erstrecken, wobei abwechselnd ein oder meh rere Kanäle der Vielzahl von Kanälen in eine erste Gruppe und die verbleibenden Kanäle in eine zweite Gruppe eingeteilt sind,
einer Vielzahl von elektrisch isolierenden Füllgliedern (15), deren jedes in einem jeweiligen Kanal (12) des Bienenwaben strukturkörpers (11) vorgesehen ist und darin ein Durchgangs loch aufweist, das sich von der ersten Oberfläche zur zweiten Oberfläche des Bienenwabenstrukturkörpers (11) erstreckt,
einer Vielzahl von N-Typ-Halbleiterelementen (13), deren jedes in einem jeweiligen Durchgangsloch der elektrisch isolierenden Füllglieder (15) vorgesehen ist, die in den zu der ersten Grup pe gehörenden Kanälen (12) ausgebildet sind,
einer Vielzahl von P-Typ-Halbleiterelementen (14), deren jedes in einem jeweiligen Durchgangsloch der elektrisch isolierenden Füllglieder (15) vorgesehen ist, die in den zu der zweiten Gruppe gehörenden Kanälen (12) ausgebildet sind, und
Metallelektroden (16, 17), die auf den ersten und zweiten Ober flächen des Bienenwabenstrukturkörpers (11) derart vorgesehen sind, daß benachbarte einzelne oder mehrere N-Typ-Halbleiter elemente (13) und einzelne oder mehrere P-Typ-Halbleiter elemente (14), die in den Kanälen (12) vorgesehen sind, die ab wechselnd zu der ersten und der zweiten Gruppe gehören, in Kas kade mittels der Metallelektroden (16, 17) verbunden sind.
einem Bienenwabenstrukturkörper (11) aus einem elektrisch iso lierenden Material und mit einer ersten Oberfläche, einer zwei ten, der ersten gegenüberliegenden Oberfläche und einer Viel zahl von Kanälen (12), die sich von der ersten Oberfläche zur zweiten Oberfläche erstrecken, wobei abwechselnd ein oder meh rere Kanäle der Vielzahl von Kanälen in eine erste Gruppe und die verbleibenden Kanäle in eine zweite Gruppe eingeteilt sind,
einer Vielzahl von elektrisch isolierenden Füllgliedern (15), deren jedes in einem jeweiligen Kanal (12) des Bienenwaben strukturkörpers (11) vorgesehen ist und darin ein Durchgangs loch aufweist, das sich von der ersten Oberfläche zur zweiten Oberfläche des Bienenwabenstrukturkörpers (11) erstreckt,
einer Vielzahl von N-Typ-Halbleiterelementen (13), deren jedes in einem jeweiligen Durchgangsloch der elektrisch isolierenden Füllglieder (15) vorgesehen ist, die in den zu der ersten Grup pe gehörenden Kanälen (12) ausgebildet sind,
einer Vielzahl von P-Typ-Halbleiterelementen (14), deren jedes in einem jeweiligen Durchgangsloch der elektrisch isolierenden Füllglieder (15) vorgesehen ist, die in den zu der zweiten Gruppe gehörenden Kanälen (12) ausgebildet sind, und
Metallelektroden (16, 17), die auf den ersten und zweiten Ober flächen des Bienenwabenstrukturkörpers (11) derart vorgesehen sind, daß benachbarte einzelne oder mehrere N-Typ-Halbleiter elemente (13) und einzelne oder mehrere P-Typ-Halbleiter elemente (14), die in den Kanälen (12) vorgesehen sind, die ab wechselnd zu der ersten und der zweiten Gruppe gehören, in Kas kade mittels der Metallelektroden (16, 17) verbunden sind.
2. Thermoelektrischer Umwandlungsmodul nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß ein erster Satz von Bereichen, deren
jeder eine Vielzahl von N-Typ-Halbleiterelementen (13) auf
weist, die in Durchgangslöcher eingeführt sind, die in den
elektrisch isolierenden Füllgliedern (15) gebildet sind, die in
einer Vielzahl von benachbarten Kanälen (12) angeordnet sind,
und ein zweiter Satz von Bereichen, deren jeder eine Vielzahl
von P-Typ-Halbleiterelementen (14) aufweist, die in Durchgangs
löcher eingeführt sind, die in den elektrisch isolierenden
Füllgliedern (15) gebildet sind, die in einer Vielzahl von be
nachbarten Kanälen (12) vorgesehen sind, abwechselnd angeordnet
sind, und daß N-Typ- und P-Typ-Halbleiterelemente (13, 14) der
aufeinander folgenden ersten und zweiten Sätze der Bereiche
durch die Metallelektroden (16, 17) an den ersten und zweiten
Oberflächen des Bienenwabenstrukturkörpers (11) in Kaskade ver
bunden sind.
3. Thermoelektrischer Umwandlungsmodul nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Oberfläche aus der
ersten und der zweiten Oberfläche des Bienenwabenstrukturkör
pers (11) gekrümmt ist.
4. Thermoelektrischer Umwandlungsmodul nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß der Bienenwabenstrukturkörper (11)
aus Dichroit hergestellt ist.
5. Thermoelektrischer Umwandlungsmodul nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß das elektrisch isolierende Füllglied
(15) aus einem leicht deformierbaren Material hergestellt ist.
6. Thermoelektrischer Umwandlungsmodul nach Anspruch 5, da
durch gekennzeichnet, daß das leicht deformierbare Material aus
Polyimidharz oder Silikonharz hergestellt ist.
7. Verfahren zum Herstellen eines thermoelektrischen Umwand
lungsmoduls mit den folgenden Schritten:
Vorbereiten eines Bienenwabenstrukturkörpers (11) aus einem elektrisch isolierenden Material und mit einer ersten Oberflä che, einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden zweiten Oberfläche und einer Vielzahl von Kanälen (12), die sich von der ersten Oberfläche zur zweiten Oberfläche erstrecken, wobei abwechselnd ein oder mehrere Kanäle (12) in eine erste Gruppe und die verbleibenden Kanäle in eine zweite Gruppe unterteilt sind,
Einführen von N-Typ- und P-Typ-Halbleiterelementen (13, 14) in die zu der ersten bzw. zweiten Gruppe gehörenden Kanäle (12),
Vorbereiten eines Bienenwabenstrukturkörpers (11) aus einem elektrisch isolierenden Material und mit einer ersten Oberflä che, einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden zweiten Oberfläche und einer Vielzahl von Kanälen (12), die sich von der ersten Oberfläche zur zweiten Oberfläche erstrecken, wobei abwechselnd ein oder mehrere Kanäle (12) in eine erste Gruppe und die verbleibenden Kanäle in eine zweite Gruppe unterteilt sind,
Einführen von N-Typ- und P-Typ-Halbleiterelementen (13, 14) in die zu der ersten bzw. zweiten Gruppe gehörenden Kanäle (12),
Füllen von Zwischenräumen zwischen die Kanäle (12) festlegenden
Wänden und den darin eingeführten Halbleiterelementen (13, 14)
mit elektrisch isolierenden Füllgliedern (15),
Schneiden des Bienenwabenstrukturkörpers (11) in eine Vielzahl von thermoelektrischen Umwandlungsmodul-Hauptkörper einer ge wünschten Gestalt, deren jeder die N-Typ- und P-Typ-Halbleiter elemente in den Kanälen (12) an den wechselseitig gegenüberlie genden ersten und zweiten Oberflächen freiliegend aufweist, und
Bilden von Metallelektroden (16, 17) auf gegenüberliegenden Oberflächen des thermoelektrischen Umwandlungsmodul-Hauptkör pers derart, daß benachbarte einzelne oder mehrere N-Typ-Halb leiterelemente (13) und einzelne oder mehrere P-Typ-Halbleiter elemente (14) in Kaskade mittels der Metallelektroden (16, 17) verbunden sind.
Schneiden des Bienenwabenstrukturkörpers (11) in eine Vielzahl von thermoelektrischen Umwandlungsmodul-Hauptkörper einer ge wünschten Gestalt, deren jeder die N-Typ- und P-Typ-Halbleiter elemente in den Kanälen (12) an den wechselseitig gegenüberlie genden ersten und zweiten Oberflächen freiliegend aufweist, und
Bilden von Metallelektroden (16, 17) auf gegenüberliegenden Oberflächen des thermoelektrischen Umwandlungsmodul-Hauptkör pers derart, daß benachbarte einzelne oder mehrere N-Typ-Halb leiterelemente (13) und einzelne oder mehrere P-Typ-Halbleiter elemente (14) in Kaskade mittels der Metallelektroden (16, 17) verbunden sind.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Metallelektroden (16, 17) durch Drucken gebildet sind.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Füllschritt durch Eintauchen des Bienenwabenstruktur
körpers (11) mit den darin eingeführten Halbleiterelementen
(13, 14) in eine Schmelze eines Materials der elektrisch iso
lierenden Füllglieder (15) ausgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Füllschritt durch Saugen unter Kapillarwirkung von ei
ner Schmelze eines Materials der elektrisch isolierenden Füll
glieder (15) in die Zwischenräume zwischen den Wänden des Bie
nenwabenstrukturkörpers (11) und den Halbleiterelementen (13,
14) ausgeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das Material der elektrisch isolierenden Füllglieder (15)
aus Polyimidharz oder Silikonharz hergestellt ist.
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