JP2014078663A - 熱電変換素子組立体及び熱電変換モジュール及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱電変換モジュールを、複数のP型熱電変換素子と複数のN型熱電変換素子とが交互に配置されてその間を電極材で電気的に直列に接続した構成を有し、電極材のP型熱電変換素子と接続する部分と電極材のN型熱電変換素子と接続する部分とが互いに異なる材質の材料で形成されている構成とした。
【選択図】 図1
Description
以下、本発明の実施の形態を、図を用いて説明する。
第2の実施例においては、図4に示すように、一体電極201の形状が、第1の実施例の一体電極20と異なっている。
Claims (15)
- P型熱電変換素子とN型熱電変換素子とを電極材で電気的に直列に接続した構成を有する熱電変換素子の組立体であって、
前記電極材の前記P型熱電変換素子と接続する部分P型熱電変換素子の線膨張係数に応じたものとし 、かつ前記電極材の前記N型熱電変換素子と接続する部分をN型熱電変換素子の線膨張係数に応じたものとして、前記電極のP型熱電変換素子と接続する部分と前記電極のN型熱電変化素子と接続する部分とが互いに異なる材質の材料で形成されている
ことを特徴とする熱電変換素子組立体。 - 請求項1記載の熱電変換素子組立体であって、前記電極材の前記P型熱電変換素子と接続する部分の線膨張係数と前記P型熱電変換素子の線膨張係数の差、および前記電極材の前記N型熱電変換素子と接続する部分の線膨張係数と前記N型熱電変換素子の線膨張係数の差が、いずれも絶対値で6×10-6K-1以下であることを特徴とする熱電変換素子組立体。
- 請求項1または2に記載の熱電変換素子組立体であって、前記P型熱電変換素子および前記N型熱電変換素子がシリコン−ゲルマニウム系、鉄−シリコン系、ビスマス−テルル系、マグネシウム−シリコン系、鉛−テルル系、コバルト−アンチモン系、ビスマス−アンチモン系やホイスラー合金系、ハーフホイスラー合金系のいずれかの組合せであることを特徴とする熱電変換素子組立体。
- 請求項1または2に記載の熱電変換素子組立体であって、前記電極材の前記P型熱電変換素子と接続する部分の材料と前記電極材の前記N型熱電変換素子と接続する部分の材料とは、互いに線膨張係数が異なる材料であることを特徴とする熱電変換素子組立体。
- 請求項1または2に記載の熱電変換素子組立体であって、前記電極材の異なる材質で形成された前記P型熱電変換素子と接続する部分と前記N型熱電変換素子と接続する部分とは、溶接又は固相接合又は金属接合又はろう材を用いた接合のうちの何れかにより接合されていることを特徴とする熱電変換素子組立体。
- 請求項1又は2に記載の熱電変換素子組立体であって、前記電極材がニッケル、モリブデン、チタン、鉄、銅、マンガン、タングステン、またはこれらの金属のうち、何れかを主成分とする合金を組み合わせて構成されていることを特徴とする熱電変換素子組立体。
- 複数のP型熱電変換素子と複数のN型熱電変換素子とが交互に配置されてその間を電極材で電気的に直列に接続した構成を有する熱電変換モジュールであって、
前記電極材の前記P型熱電変換素子と接続する部分をP型熱電変換素子の線膨張係数に応じたものとし 、かつ前記電極材の前記N型熱電変換素子と接続する部分をN型熱電変換素子の線膨張係数に応じたものとして、前記電極のP型熱電変換素子と接続する部分と前記電極のN型熱電変化素子と接続する部分とが互いに異なる材質の材料で形成されている
ことを特徴とする熱電変換モジュール。 - 請求項7記載の熱電変換モジュールであって、前記電極材の前記P型熱電変換素子と接続する部分の線膨張係数と前記P型熱電変換素子の線膨張係数の差、および前記電極材の前記N型熱電変換素子と接続する部分の線膨張係数と前記N型熱電変換素子の線膨張係数の差が、いずれも絶対値で6×10-6K-1以下であることを特徴とする熱電変換モジュール。
- 請求項7または8に記載の熱電変換モジュールであって、前記P型熱電変換素子および前記N型熱電変換素子がシリコン−ゲルマニウム系、鉄−シリコン系、ビスマス−テルル系、マグネシウム−シリコン系、鉛−テルル系、コバルト−アンチモン系、ビスマス−アンチモン系やホイスラー合金系、ハーフホイスラー合金系のいずれかの組合せであることを特徴とする熱電変換モジュール。
- 請求項7または8に記載の熱電変換モジュールであって、前記電極材の前記P型熱電変換素子と接続する部分の材料と前記電極材の前記N型熱電変換素子と接続する部分の材料とは、互いに線膨張係数が異なる材料であることを特徴とする熱電変換モジュール。
- 請求項7または8に記載の熱電変換モジュールであって、前記電極材の異なる材質で形成された前記P型熱電変換素子と接続する部分と前記N型熱電変換素子と接続する部分とは、溶接又は固相接合又は金属接合又はろう材を用いた接合のうちの何れかにより接合されていることを特徴とする熱電変換モジュール。
- 請求項7又は9に記載の熱電変換モジュールであって、前記電極材がニッケル、モリブデン、チタン、鉄、銅、マンガン、タングステン、またはこれらの金属のうち、何れかを主成分とする合金を組み合わせて構成されていることを特徴とする熱電変換モジュール。
- 熱電変換モジュールの製造方法であって、
P型熱電変換素子の線膨張係数に応じこれと接合する第1の材料で構成された第1の領域とN型熱電変換素子の線膨張係数に応じこれと接合する第2の材料で構成された第2の領域とを有する二種以上の材料からなる電極材を複数配置する工程と、
複数のP型熱電変換素子と複数のN型熱電変換素子とを高温側の面と低温側の面とをそろえて交互に並べて配置する工程と、
該交互に並べて配置した前記複数のP型熱電変換素子と前記電極材とを前記電極材の第1の領域で接合し、前記複数のN型熱電変換素子と前記電極材とを前記電極材の第2の領域で接合して前記複数のP型熱電変換素子と前記複数のN型熱電変換素子とを電気的に直列に接続した構成を有して形成する工程と
を含むことを特徴とする熱電変換モジュールの製造方法。 - 請求項13記載の熱電変換モジュールの製造方法であって、前記電極材の前記P型熱電変換素子と接続する部分の材料の線膨張係数と前記P型熱電変換素子の線膨張係数の差および前記N型熱電変換素子と接続する部分の材料の線膨張係数と前記N型熱電変換素子の線膨張係数の差が、いずれも絶対値で6×10-6K-1以下であることを特徴とする熱電変換モジュールの製造方法。
- 請求項13記載の熱電変換モジュールの製造方法であって、前記電極材の異なる材質で形成された前記P型熱電変換素子と接続する部分と前記N型熱電変換素子と接続する部分とは、溶接又は固相接合またはろう材を用いた接合のうちの何れかにより接合されていることを特徴とする熱電変換モジュールの製造方法。
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