JP2018088446A - Thermoelectric conversion device - Google Patents

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維敏 石丸
Masatoshi Ishimaru
維敏 石丸
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermoelectric conversion device with high thermoelectric conversion efficiency, which can suppress variations in temperature among a plurality of thermoelectric conversion materials.SOLUTION: A thermoelectric conversion device 1 according to the present invention comprises a base material 2, at least two first electrodes 4a, at least one second electrode 4b, at least one first thermoelectric conversion material 5, and at least one second thermoelectric conversion material 6, which are disposed on an upper face 2a of the base material 2, and a heat dissipation member disposed on a lower face 2b of the base material 2, which is composed of at least one of a first heat dissipation member 7 and a second heat dissipation member 8. In the case of the thermoelectric conversion device 1 having the first heat dissipation member 7, the first heat dissipation member 7 is opposed to a region of at least a part of the first electrodes 4a through the base material 2. In the case of the thermoelectric conversion device 1 having the second heat dissipation member 8, the second heat dissipation member 8 is opposed to a region of at least a part of the second electrode 4b through the base material 2.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、熱電変換デバイスに関する。   The present invention relates to a thermoelectric conversion device.

近年、エネルギー問題への取り組みが活発化しており、熱エネルギーの回収技術への期待が高まっている。熱は、体温、太陽熱、エンジン及び工業排熱など様々な場面から回収することができ、最も一般的なエネルギー源である。また、エネルギー効率の高い低炭素社会を実現するために、熱エネルギーの回収技術の必要性は増大している。   In recent years, efforts for energy problems have become active, and expectations for thermal energy recovery technology are increasing. Heat can be recovered from various scenes such as body temperature, solar heat, engine and industrial waste heat, and is the most common energy source. In addition, in order to realize a low-carbon society with high energy efficiency, the need for thermal energy recovery technology is increasing.

熱エネルギーの回収技術としては、ゼーベック効果(又はペルチェ効果)に基づく熱電変換デバイスが、温度差発電、熱センサ及び冷却などの様々な場面で既に活用されている。熱電変換デバイスは、例えば、p型半導体とn型半導体との組み合わせである熱電対が多数直列に接続されたモジュール構造を有する。このような熱電変換デバイスは、可動部がないことから騒音及び振動が無く、スケール効果が無く、小さな温度差でも発電でき、様々な機器及び環境に組み込めるという多くの利点を有する。   As a thermal energy recovery technique, a thermoelectric conversion device based on the Seebeck effect (or Peltier effect) has already been used in various scenes such as temperature difference power generation, a thermal sensor, and cooling. The thermoelectric conversion device has, for example, a module structure in which many thermocouples that are combinations of a p-type semiconductor and an n-type semiconductor are connected in series. Such a thermoelectric conversion device has many advantages in that it has no moving parts, has no noise and vibration, has no scale effect, can generate power even with a small temperature difference, and can be incorporated into various devices and environments.

上記のような熱電変換デバイスの一例が、下記の特許文献1に開示されている。特許文献1に記載の熱電変換デバイスは、複数の熱電変換材料を有する。熱電変換材料の両端部はそれぞれ電極に接続されている。複数の熱電変換材料は、互いに平行に延びており、熱電変換材料が延びる方向と直交する方向に並んで配置されている。   An example of the thermoelectric conversion device as described above is disclosed in Patent Document 1 below. The thermoelectric conversion device described in Patent Document 1 has a plurality of thermoelectric conversion materials. Both ends of the thermoelectric conversion material are connected to electrodes. The plurality of thermoelectric conversion materials extend in parallel to each other and are arranged side by side in a direction orthogonal to the direction in which the thermoelectric conversion material extends.

特開2015−146407号公報JP 2015-146407 A

熱電変換デバイスの出力は、一般的に、熱電変換材料を多く配置するほど大きくなる。しかしながら、複数の熱電変換材料間において、放熱側の温度のばらつきが大きい場合には、熱電変換効率が低くなる傾向がある。   In general, the output of a thermoelectric conversion device increases as more thermoelectric conversion materials are arranged. However, when the temperature variation on the heat radiation side is large among the plurality of thermoelectric conversion materials, the thermoelectric conversion efficiency tends to be low.

本発明の目的は、複数の熱電変換材料間における温度のばらつきを抑制することができ、熱電変換効率を高くすることができる熱電変換デバイスを提供することである。   The objective of this invention is providing the thermoelectric conversion device which can suppress the dispersion | variation in the temperature between several thermoelectric conversion materials, and can make thermoelectric conversion efficiency high.

本発明の広い局面によれば、上面及び下面を有する基材と、前記基材の前記上面上に配置された少なくとも2つの第1の電極と、前記基材の前記上面上に配置された少なくとも1つの第2の電極と、前記基材の前記上面上に配置された少なくとも1つの第1の熱電変換材料と、前記基材の前記上面上に配置された少なくとも1つの第2の熱電変換材料と、前記基材の前記下面上に配置された第1の放熱部材及び前記基材の前記下面上に配置された第2の放熱部材のうちの少なくとも一方の放熱部材とを備え、前記第1の電極と、前記第1の熱電変換材料と、前記第2の電極と、前記第2の熱電変換材料と、前記第1の電極とが、この順で接続されて熱電変換素子が構成されており、熱電変換デバイスが前記第1の放熱部材を備える場合に、前記第1の電極の少なくとも一部の領域に対して、前記第1の放熱部材が、前記基材を介して対向しており、熱電変換デバイスが前記第2の放熱部材を備える場合に、前記第2の電極の少なくとも一部の領域に対して、前記第2の放熱部材が、前記基材を介して対向している、熱電変換デバイスが提供される。   According to a broad aspect of the present invention, a substrate having an upper surface and a lower surface, at least two first electrodes disposed on the upper surface of the substrate, and at least disposed on the upper surface of the substrate. One second electrode, at least one first thermoelectric conversion material disposed on the top surface of the substrate, and at least one second thermoelectric conversion material disposed on the top surface of the substrate. And at least one of the first heat radiating member disposed on the lower surface of the base material and the second heat radiating member disposed on the lower surface of the base material, The first thermoelectric conversion material, the second electrode, the second thermoelectric conversion material, and the first electrode are connected in this order to form a thermoelectric conversion element. And when the thermoelectric conversion device includes the first heat radiating member, When the first heat radiating member is opposed to at least a part of the region of the first electrode through the base material, and the thermoelectric conversion device includes the second heat radiating member, the first A thermoelectric conversion device is provided in which the second heat radiating member is opposed to at least a partial region of the two electrodes via the base material.

本発明に係る熱電変換デバイスのある特定の局面では、前記第1の電極の全体の領域に対して、前記第1の放熱部材が、前記基材を介して対向している。   In a specific aspect of the thermoelectric conversion device according to the present invention, the first heat radiating member is opposed to the entire region of the first electrode via the base material.

本発明に係る熱電変換デバイスのある特定の局面では、前記第2の電極の全体の領域に対して、前記第2の放熱部材が、前記基材を介して対向している。   In a specific aspect of the thermoelectric conversion device according to the present invention, the second heat radiating member is opposed to the entire region of the second electrode via the base material.

本発明に係る熱電変換デバイスのある特定の局面では、熱電変換デバイスは、前記基材の前記下面上に配置された第3の放熱部材を備え、前記第1の熱電変換材料の前記第1の電極と前記第2の電極との間に位置する部分又は前記第2の熱電変換材料の前記第1の電極と前記第2の電極との間に位置する部分に対して、前記第3の放熱部材が、前記基材を介して対向しており、前記第1の電極と前記第2の電極とに接続されている前記第1の熱電変換材料の延びる方向、及び、前記第1の電極と前記第2の電極とに接続されている前記第2の熱電変換材料の延びる方向のそれぞれと交差する方向に、前記第3の放熱部材が延びている。   On the specific situation with the thermoelectric conversion device which concerns on this invention, a thermoelectric conversion device is provided with the 3rd heat radiating member arrange | positioned on the said lower surface of the said base material, Said 1st of said 1st thermoelectric conversion material The third heat dissipation with respect to a portion located between the electrode and the second electrode or a portion located between the first electrode and the second electrode of the second thermoelectric conversion material The members are opposed to each other through the base material, and the first thermoelectric conversion material extending in the direction connected to the first electrode and the second electrode, and the first electrode, The third heat radiating member extends in a direction crossing each of the extending directions of the second thermoelectric conversion material connected to the second electrode.

本発明に係る熱電変換デバイスのある特定の局面では、熱電変換デバイスは、前記第3の放熱部材を複数備える。   In a specific aspect of the thermoelectric conversion device according to the present invention, the thermoelectric conversion device includes a plurality of the third heat dissipation members.

本発明に係る熱電変換デバイスのある特定の局面では、平面視において、前記第1の熱電変換材料及び前記第2の熱電変換材料の前記第1の電極に接触している面積の合計が、前記第1の電極の面積の50%以下であり、平面視において、前記第1の熱電変換材料及び前記第2の熱電変換材料の前記第2の電極に接触している面積の合計が、前記第2の電極の面積の50%以下である。   In a specific aspect of the thermoelectric conversion device according to the present invention, in a plan view, the total area of the first thermoelectric conversion material and the second thermoelectric conversion material in contact with the first electrode is The total area of the first thermoelectric conversion material and the second thermoelectric conversion material in contact with the second electrode in plan view is 50% or less of the area of the first electrode. 2% or less of the area of the second electrode.

本発明に係る熱電変換デバイスのある特定の局面では、前記放熱部材が金属膜である。   On the specific situation with the thermoelectric conversion device which concerns on this invention, the said heat radiating member is a metal film.

本発明に係る熱電変換デバイスは、上面及び下面を有する基材と、上記基材の上記上面上に配置された少なくとも2つの第1の電極と、上記基材の上記上面上に配置された少なくとも1つの第2の電極と、上記基材の上記上面上に配置された少なくとも1つの第1の熱電変換材料と、上記基材の上記上面上に配置された少なくとも1つの第2の熱電変換材料と、上記基材の上記下面上に配置された第1の放熱部材及び上記基材の上記下面上に配置された第2の放熱部材のうちの少なくとも一方の放熱部材とを備え、上記第1の電極と、上記第1の熱電変換材料と、上記第2の電極と、上記第2の熱電変換材料と、上記第1の電極とが、この順で接続されて熱電変換素子が構成されており、熱電変換デバイスが上記第1の放熱部材を備える場合に、上記第1の電極の少なくとも一部の領域に対して、上記第1の放熱部材が、上記基材を介して対向しており、熱電変換デバイスが上記第2の放熱部材を備える場合に、上記第2の電極の少なくとも一部の領域に対して、上記第2の放熱部材が、上記基材を介して対向しているので、複数の熱電変換材料間における温度のばらつきを抑制することができ、熱電変換効率を高くすることができる。   A thermoelectric conversion device according to the present invention includes a base material having an upper surface and a lower surface, at least two first electrodes disposed on the upper surface of the base material, and at least disposed on the upper surface of the base material. One second electrode, at least one first thermoelectric conversion material disposed on the top surface of the substrate, and at least one second thermoelectric conversion material disposed on the top surface of the substrate. And at least one heat dissipating member of the first heat dissipating member disposed on the lower surface of the base material and the second heat dissipating member disposed on the lower surface of the base material, The first thermoelectric conversion material, the second electrode, the second thermoelectric conversion material, and the first electrode are connected in this order to form a thermoelectric conversion element. When the thermoelectric conversion device includes the first heat dissipation member In the case where the first heat dissipation member is opposed to the at least part of the first electrode via the base material, and the thermoelectric conversion device includes the second heat dissipation member, Since the second heat radiating member is opposed to at least a part of the region of the second electrode through the base material, variation in temperature among a plurality of thermoelectric conversion materials can be suppressed. The thermoelectric conversion efficiency can be increased.

図1は、本発明の第1の実施形態に係る熱電変換デバイスの平面図である。FIG. 1 is a plan view of a thermoelectric conversion device according to the first embodiment of the present invention. 図2は、本発明の第1の実施形態に係る熱電変換デバイスの底面図である。FIG. 2 is a bottom view of the thermoelectric conversion device according to the first embodiment of the present invention. 図3は、本発明の第1の実施形態の変形例に係る熱電変換デバイスの底面図である。FIG. 3 is a bottom view of a thermoelectric conversion device according to a modification of the first embodiment of the present invention. 図4は、本発明の第2の実施形態に係る熱電変換デバイスの底面図である。FIG. 4 is a bottom view of the thermoelectric conversion device according to the second embodiment of the present invention. 図5は、本発明の第3の実施形態に係る熱電変換デバイスの分解斜視図である。FIG. 5 is an exploded perspective view of a thermoelectric conversion device according to the third embodiment of the present invention. 図6は、本発明の実施例1及び比較例1における熱電変換デバイスの出力電圧と時間との関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the output voltage of the thermoelectric conversion device and time in Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明に係る熱電変換デバイスは、基材と、少なくとも2つの第1の電極と、少なくとも1つの第2の電極と、少なくとも1つの第1の熱電変換材料と、少なくとも1つの第2の熱電変換材料とを備える。上記基材は、上面と下面とを有する。上記第1の電極、上記第2の電極、上記第1の熱電変換材料及び上記第2の熱電変換材料は、上記基材の上記上面上に配置されている。上記第1の電極と、上記第1の熱電変換材料と、上記第2の電極と、上記第2の熱電変換材料と、上記第1の電極とが、この順で接続されて熱電変換素子が構成されている。なお、本発明に係る熱電変換デバイスの使用時の方向性は特に限定されない。本明細書においては、上記基材の上記熱電変換素子が配置されている表面を、上面と呼び、上記基材の上記熱電変換素子が配置されている表面とは反対側の表面を、下面と呼ぶ。熱電変換デバイスの使用時には、基材の上面が上方に位置し、下面が下方に位置するとは限らない。   The thermoelectric conversion device according to the present invention includes a substrate, at least two first electrodes, at least one second electrode, at least one first thermoelectric conversion material, and at least one second thermoelectric conversion. Material. The substrate has an upper surface and a lower surface. The first electrode, the second electrode, the first thermoelectric conversion material, and the second thermoelectric conversion material are disposed on the upper surface of the base material. The first electrode, the first thermoelectric conversion material, the second electrode, the second thermoelectric conversion material, and the first electrode are connected in this order, and a thermoelectric conversion element is formed. It is configured. In addition, the directionality at the time of use of the thermoelectric conversion device which concerns on this invention is not specifically limited. In the present specification, the surface of the base material on which the thermoelectric conversion element is disposed is referred to as an upper surface, and the surface of the base material opposite to the surface on which the thermoelectric conversion element is disposed is referred to as a lower surface. Call. When the thermoelectric conversion device is used, the upper surface of the base material is not necessarily positioned on the upper side and the lower surface is not necessarily positioned on the lower side.

上記第1の熱電変換材料及び上記第2の熱電変換材料のうち一方が、p型熱電変換材料であり、他方がn型熱電変換材料である。上記第1の熱電変換材料がn型熱電変換材料であり、上記第2の熱電変換材料がp型熱電変換材料であってもよい。上記第1の熱電変換材料がp型熱電変換材料であり、上記第2の熱電変換材料がn型熱電変換材料であってもよい。   One of the first thermoelectric conversion material and the second thermoelectric conversion material is a p-type thermoelectric conversion material, and the other is an n-type thermoelectric conversion material. The first thermoelectric conversion material may be an n-type thermoelectric conversion material, and the second thermoelectric conversion material may be a p-type thermoelectric conversion material. The first thermoelectric conversion material may be a p-type thermoelectric conversion material, and the second thermoelectric conversion material may be an n-type thermoelectric conversion material.

上記熱電変換デバイスは、上記基材の上記下面上に配置された第1の放熱部材及び上記基材の上記下面上に配置された第2の放熱部材のうちの少なくとも一方の放熱部材を備える。上記熱電変換デバイスは、上記第1の放熱部材を備えていてもよく、上記第2の放熱部材を備えていてもよい。   The thermoelectric conversion device includes at least one of a first heat radiating member disposed on the lower surface of the base material and a second heat radiating member disposed on the lower surface of the base material. The thermoelectric conversion device may include the first heat radiating member or the second heat radiating member.

上記熱電変換デバイスが上記第1の放熱部材を備える場合には、上記第1の電極の少なくとも一部の領域に対して、上記第1の放熱部材が、上記基材を介して対向している。平面視において、上記第1の電極と上記第1の放熱部材とは、上記基材を介して重なり合う位置に配置されている。上記熱電変換デバイスが上記第2の放熱部材を備える場合には、上記第2の電極の少なくとも一部の領域に対して、上記第2の放熱部材が、上記基材を介して対向している。平面視において、上記第2の電極と上記第2の放熱部材とは、上記基材を介して重なり合う位置に配置されている。   When the thermoelectric conversion device includes the first heat radiating member, the first heat radiating member is opposed to at least a partial region of the first electrode with the base material interposed therebetween. . In a plan view, the first electrode and the first heat radiating member are arranged at positions that overlap with each other with the base material interposed therebetween. When the thermoelectric conversion device includes the second heat radiating member, the second heat radiating member is opposed to at least a part of the second electrode through the base material. . In plan view, the second electrode and the second heat radiating member are arranged at positions that overlap with each other with the base material interposed therebetween.

上記熱電変換デバイスが上記第1の放熱部材を備える場合には、発電に際し、上記第2の電極側が加熱される。これにより、上記第1の電極と上記第2の電極とにおいて温度差が生じる。上記第1の電極から、上記基材を介して上記第1の放熱部材に熱が速やかに伝搬するので、上記第1の電極と上記第2の電極との温度差を効果的に大きくすることができる。上記第1の熱電変換材料の上記第1の電極側と上記第2の電極側とにおける温度差及び上記第2の熱電変換材料の上記第1の電極側と上記第2の電極側とにおける温度差を大きくすることができる。   When the thermoelectric conversion device includes the first heat radiating member, the second electrode side is heated during power generation. As a result, a temperature difference occurs between the first electrode and the second electrode. Since heat quickly propagates from the first electrode to the first heat dissipation member via the base material, the temperature difference between the first electrode and the second electrode is effectively increased. Can do. The temperature difference between the first electrode side and the second electrode side of the first thermoelectric conversion material and the temperature between the first electrode side and the second electrode side of the second thermoelectric conversion material The difference can be increased.

さらに、上記複数の第1の電極から上記第1の放熱部材に伝搬した熱は、上記第1の放熱部材から放熱されると同時に、上記第1の放熱部材内において拡散する。上記第1の放熱部材を介して、上記複数の第1の電極の領域の温度の均一性を高めることができる。上記第1の熱電変換材料及び上記第2の熱電変換材料内の上記第1の電極側と上記第2の電極側との温度差の均一性を高めることができ、熱電変換効率をより一層高くすることができる。   Furthermore, the heat propagated from the plurality of first electrodes to the first heat radiating member is dissipated from the first heat radiating member and simultaneously diffuses in the first heat radiating member. Through the first heat radiating member, the temperature uniformity of the plurality of first electrode regions can be improved. The uniformity of the temperature difference between the first electrode side and the second electrode side in the first thermoelectric conversion material and the second thermoelectric conversion material can be improved, and the thermoelectric conversion efficiency is further increased. can do.

一方で、上記熱電変換デバイスが上記第2の放熱部材を備える場合には、発電に際し、上記第1の電極側が加熱される。この場合においても、上記第1の熱電変換材料の上記第1の電極側と上記第2の電極側とにおける温度差及び上記第2の熱電変換材料の上記第1の電極側と上記第2の電極側とにおける温度差を大きくすることができる。   On the other hand, when the thermoelectric conversion device includes the second heat radiating member, the first electrode side is heated during power generation. Also in this case, the temperature difference between the first electrode side and the second electrode side of the first thermoelectric conversion material, and the first electrode side and the second electrode of the second thermoelectric conversion material. The temperature difference between the electrode side and the electrode side can be increased.

さらに、上記第2の放熱部材内において熱が拡散するので、上記第2の放熱部材を介して、上記第2の電極の領域の温度の均一性を高めることができる。上記第1の熱電変換材料及び上記第2の熱電変換材料内の上記第1の電極側と上記第2の電極側との温度差の均一性を高めることができ、熱電変換効率をより一層効果的に高くすることができる。   Furthermore, since heat diffuses in the second heat radiating member, the temperature uniformity of the region of the second electrode can be enhanced via the second heat radiating member. The uniformity of the temperature difference between the first electrode side and the second electrode side in the first thermoelectric conversion material and the second thermoelectric conversion material can be improved, and the thermoelectric conversion efficiency is further improved. Can be expensive.

上記熱電変換デバイスの出力を効果的に高める観点からは、上記熱電変換デバイスは、上記第1の熱電変換材料又は上記第2の熱電変換材料を複数有することが好ましい。具体的には、本発明では複数の熱電変換材料間における温度のばらつきを抑制し、熱電変換効率を高めることができるので、上記熱電変換デバイスは、上記第2の電極を少なくとも2つ有し、上記第1の熱電変換材料を少なくとも2つ有することが好ましい。上記第1の電極と、上記第1の熱電変換材料と、上記第2の電極と、上記第2の熱電変換材料と、上記第1の電極と、上記第1の熱電変換材料と、上記第2の電極とが、この順で接続されて上記熱電変換素子が構成されていることが好ましい。   From the viewpoint of effectively increasing the output of the thermoelectric conversion device, the thermoelectric conversion device preferably includes a plurality of the first thermoelectric conversion materials or the second thermoelectric conversion materials. Specifically, in the present invention, it is possible to suppress variations in temperature among a plurality of thermoelectric conversion materials and increase the thermoelectric conversion efficiency. Therefore, the thermoelectric conversion device includes at least two of the second electrodes, It is preferable to have at least two of the first thermoelectric conversion materials. The first electrode, the first thermoelectric conversion material, the second electrode, the second thermoelectric conversion material, the first electrode, the first thermoelectric conversion material, and the first The two electrodes are preferably connected in this order to form the thermoelectric conversion element.

また、本発明では複数の熱電変換材料間における温度のばらつきを抑制し、熱電変換効率を高めることができるので、上記熱電変換デバイスは、上記第1の電極を少なくとも3つ有し、上記第2の熱電変換材料を少なくとも2つ有することがより好ましい。上記第1の電極と、上記第1の熱電変換材料と、上記第2の電極と、上記第2の熱電変換材料と、上記第1の電極と、上記第1の熱電変換材料と、上記第2の電極と、上記第2の熱電変換材料と、上記第1の電極とが、この順で接続されて上記熱電変換素子が構成されていることがより好ましい。   Further, in the present invention, temperature variation among a plurality of thermoelectric conversion materials can be suppressed and the thermoelectric conversion efficiency can be increased. Therefore, the thermoelectric conversion device has at least three first electrodes, and the second electrode. It is more preferable to have at least two thermoelectric conversion materials. The first electrode, the first thermoelectric conversion material, the second electrode, the second thermoelectric conversion material, the first electrode, the first thermoelectric conversion material, and the first More preferably, the two electrodes, the second thermoelectric conversion material, and the first electrode are connected in this order to constitute the thermoelectric conversion element.

さらに、本発明では複数の熱電変換材料間における温度のばらつきを抑制し、熱電変換効率を高めることができるので、上記熱電変換デバイスは、上記第2の電極を少なくとも3つ有し、上記第1の熱電変換材料を少なくとも3つ有することがさらに好ましい。上記第1の電極と、上記第1の熱電変換材料と、上記第2の電極と、上記第2の熱電変換材料と、上記第1の電極と、上記第1の熱電変換材料と、上記第2の電極と、上記第2の熱電変換材料と、上記第1の電極と、上記第1の熱電変換材料と、上記第2の電極とが、この順で接続されて上記熱電変換素子が構成されていることがさらに好ましい。   Furthermore, in the present invention, temperature variations among a plurality of thermoelectric conversion materials can be suppressed and the thermoelectric conversion efficiency can be increased. Therefore, the thermoelectric conversion device includes at least three of the second electrodes, and the first It is more preferable to have at least three thermoelectric conversion materials. The first electrode, the first thermoelectric conversion material, the second electrode, the second thermoelectric conversion material, the first electrode, the first thermoelectric conversion material, and the first Two electrodes, the second thermoelectric conversion material, the first electrode, the first thermoelectric conversion material, and the second electrode are connected in this order to constitute the thermoelectric conversion element. More preferably.

上記熱電変換デバイスが、上記第1の放熱部材を備える場合に、熱電変換効率をより一層高くする観点からは、上記第1の電極の全体の領域に対して、上記第1の放熱部材が上記基材を介して対向していることが好ましい。上記第1の電極の全体の領域から、上記第1の放熱部材に熱を効率的に伝搬させることができるので、熱電変換効率をより一層高くすることができる。さらに、上記第1の放熱部材を介して、上記複数の第1の電極の全体の領域の温度の均一性を効果的に高めることができる。上記第1の熱電変換材料及び上記第2の熱電変換材料内の上記第1の電極側と上記第2の電極側との温度差の均一性を高めることができ、熱電変換効率をより一層効果的に高くすることができる。   In the case where the thermoelectric conversion device includes the first heat dissipation member, from the viewpoint of further increasing the thermoelectric conversion efficiency, the first heat dissipation member is greater than the total area of the first electrode. It is preferable that they face each other through the base material. Since heat can be efficiently propagated from the entire region of the first electrode to the first heat radiating member, the thermoelectric conversion efficiency can be further increased. Furthermore, the temperature uniformity of the entire region of the plurality of first electrodes can be effectively enhanced via the first heat dissipation member. The uniformity of the temperature difference between the first electrode side and the second electrode side in the first thermoelectric conversion material and the second thermoelectric conversion material can be improved, and the thermoelectric conversion efficiency is further improved. Can be expensive.

上記熱電変換デバイスが、上記第2の放熱部材を備える場合に、熱電変換効率をより一層高くする観点からは、上記第2の電極の全体の領域に対して、上記第2の放熱部材が上記基材を介して対向していることが好ましい。上記第2の電極の全体の領域から、上記第2の放熱部材に熱を効率的に伝搬させることができるので、熱電変換効率をより一層高くすることができる。さらに、上記第2の放熱部材を介して、上記第2の電極の全体の領域の温度の均一性を高めることができる。上記第1の熱電変換材料及び上記第2の熱電変換材料の上記第1の電極側と上記第2の電極側との温度差の均一性を高めることができ、熱電変換効率をより一層効果的に高くすることができる。   In the case where the thermoelectric conversion device includes the second heat radiating member, from the viewpoint of further increasing the thermoelectric conversion efficiency, the second heat radiating member is in the entire region of the second electrode. It is preferable that they face each other through the base material. Since heat can be efficiently propagated from the entire region of the second electrode to the second heat radiating member, the thermoelectric conversion efficiency can be further increased. Furthermore, the uniformity of the temperature of the whole area | region of the said 2nd electrode can be improved through the said 2nd heat radiating member. The uniformity of the temperature difference between the first electrode side and the second electrode side of the first thermoelectric conversion material and the second thermoelectric conversion material can be improved, and the thermoelectric conversion efficiency is further effective. Can be high.

熱電変換効率をより一層高くする観点からは、上記熱電変換デバイスは、上記第1の放熱部材と上記第2の放熱部材との双方を備えることが好ましい。上記第1の放熱部材と上記第2の放熱部材とは、互いに離れて配置されている。上記第1の電極の領域及び上記第2の電極の領域の双方において温度の均一性を高くすることができる。上記第1の熱電変換材料及び上記第2の熱電変換材料の上記第1の電極側と上記第2の電極側との温度差の均一性をより一層高めることができ、熱電変換効率をより一層効果的に高くすることができる。   From the viewpoint of further increasing the thermoelectric conversion efficiency, the thermoelectric conversion device preferably includes both the first heat radiating member and the second heat radiating member. The first heat radiating member and the second heat radiating member are disposed apart from each other. The temperature uniformity can be increased in both the first electrode region and the second electrode region. The uniformity of the temperature difference between the first electrode side and the second electrode side of the first thermoelectric conversion material and the second thermoelectric conversion material can be further increased, and the thermoelectric conversion efficiency is further increased. Can be effectively increased.

熱電変換効率をより一層高くする観点からは、複数の上記第1の電極に対して、1つの上記第1の放熱部材が、上記基材を介して対向していることが好ましい。熱電変換効率をより一層高くする観点からは、複数の上記第2の電極に対して、1つの上記第2の放熱部材が、上記基材を介して対向していることが好ましい。   From the viewpoint of further increasing the thermoelectric conversion efficiency, it is preferable that one of the first heat radiating members is opposed to the plurality of first electrodes via the base material. From the viewpoint of further increasing the thermoelectric conversion efficiency, it is preferable that one second heat radiating member is opposed to the plurality of second electrodes via the base material.

なお、上記第1の放熱部材及び上記第2の放熱部材の双方を備える場合には、上記第1の電極側を加熱してもよく、上記第2の電極側を加熱してもよい。   When both the first heat dissipation member and the second heat dissipation member are provided, the first electrode side may be heated or the second electrode side may be heated.

熱電変換効率を高くする観点からは、上記熱電変換デバイスは、上記基材の上記下面上に配置された第3の放熱部材を備え、上記第3の放熱部材は、上記第1の熱電変換材料の上記第1の電極と上記第2の電極との間に位置する部分又は上記第2の熱電変換材料の上記第1の電極と上記第2の電極との間に位置する部分に対して、上記基材を介して対向していることが好ましい。平面視において、上記第1の熱電変換材料又は上記第2の熱電変換材料と上記第3の放熱部材とは、上記基材を介して重なり合う位置に配置されている。上記基材の上記下面上において、上記第3の放熱部材は上記第1の放熱部材と離れて配置されている。上記基材の上記下面上において、上記第3の放熱部材は上記第2の放熱部材と離れて配置されている。   From the viewpoint of increasing the thermoelectric conversion efficiency, the thermoelectric conversion device includes a third heat radiating member disposed on the lower surface of the base material, and the third heat radiating member is the first thermoelectric conversion material. For a portion located between the first electrode and the second electrode or a portion located between the first electrode and the second electrode of the second thermoelectric conversion material, It is preferable that it is facing through the said base material. In plan view, the first thermoelectric conversion material or the second thermoelectric conversion material and the third heat radiating member are arranged at positions that overlap with each other with the base material interposed therebetween. On the lower surface of the substrate, the third heat radiating member is disposed away from the first heat radiating member. On the lower surface of the substrate, the third heat radiating member is disposed away from the second heat radiating member.

上記第3の放熱部材の使用によって、上記第1の熱電変換材料又は上記第2の熱電変換材料から上記基材を介して上記第3の放熱部材に速やかに熱が伝搬する。上記第1の熱電変換材料の上記第1の電極側と上記第2の電極側との温度差又は上記第2の熱電変換材料の上記第1の電極側と上記第2の電極側との温度差を大きくすることができ、熱電変換効率を高くすることができる。   By using the third heat radiating member, heat is quickly propagated from the first thermoelectric conversion material or the second thermoelectric conversion material to the third heat radiating member through the base material. The temperature difference between the first electrode side and the second electrode side of the first thermoelectric conversion material or the temperature between the first electrode side and the second electrode side of the second thermoelectric conversion material The difference can be increased and the thermoelectric conversion efficiency can be increased.

熱電変換効率をより一層高くする観点からは、上記第3の放熱部材が、上記第1の熱電変換材料の上記第1の電極と上記第2の電極との間に位置する部分及び上記第2の熱電変換材料の上記第1の電極と上記第2の電極との間に位置する部分の双方に対して、上記基材を介して対向していることが好ましい。上記第1の熱電変換材料の上記第1の電極側と上記第2の電極側との温度差及び上記第2の熱電変換材料の上記第1の電極側と上記第2の電極側との温度差の双方を大きくすることができ、熱電変換効率をより一層高くすることができる。   From the viewpoint of further increasing the thermoelectric conversion efficiency, the third heat radiating member is located between the first electrode and the second electrode of the first thermoelectric conversion material, and the second It is preferable that both of the portions of the thermoelectric conversion material located between the first electrode and the second electrode are opposed to each other through the base material. Temperature difference between the first electrode side and the second electrode side of the first thermoelectric conversion material and a temperature between the first electrode side and the second electrode side of the second thermoelectric conversion material Both of the differences can be increased, and the thermoelectric conversion efficiency can be further increased.

上記第1の電極と上記第2の電極とに接続されている上記第1の熱電変換材料の延びる方向、及び、上記第1の電極と上記第2の電極とに接続されている上記第2の熱電変換材料の延びる方向のそれぞれと交差する方向に、上記第3の放熱部材が延びていることが好ましい。この場合には、上記第1の熱電変換材料及び上記第2の熱電変換材料の上記第1の電極側と上記第2の電極側との温度差の均一性を高めることができ、熱電変換効率を高くすることができる。   The extending direction of the first thermoelectric conversion material connected to the first electrode and the second electrode, and the second connected to the first electrode and the second electrode. It is preferable that the third heat radiating member extends in a direction intersecting with each of the extending directions of the thermoelectric conversion material. In this case, the uniformity of the temperature difference between the first electrode side and the second electrode side of the first thermoelectric conversion material and the second thermoelectric conversion material can be improved, and the thermoelectric conversion efficiency can be improved. Can be high.

上記第1の電極と上記第2の電極とに接続されている上記第1の熱電変換材料の延びる方向、及び、上記第1の電極と上記第2の電極とに接続されている上記第2の熱電変換材料の延びる方向とが平行であり、上記第1の電極と上記第2の電極とに接続されている上記第1の熱電変換材料の延びる方向、及び、上記第1の電極と上記第2の電極とに接続されている上記第2の熱電変換材料の延びる方向のそれぞれと直交する方向に、上記第3の放熱部材が延びていることが好ましい。この場合には、上記第1の熱電変換材料及び上記第2の熱電変換材料の、上記第1の電極に接続されている部分と、上記第3の放熱部材に対向している部分との距離を容易に揃えることができ、上記第1の熱電変換材料及び上記第2の熱電変換材料の温度勾配を容易に揃えることができる。従って、上記第1の電極側と上記第2の電極側との温度差の均一性をより一層高めることができ、熱電変換効率をより一層高くすることができる。   The extending direction of the first thermoelectric conversion material connected to the first electrode and the second electrode, and the second connected to the first electrode and the second electrode. The direction in which the thermoelectric conversion material extends is parallel, the direction in which the first thermoelectric conversion material is connected to the first electrode and the second electrode, and the first electrode and the above It is preferable that the third heat radiating member extends in a direction orthogonal to each of the extending directions of the second thermoelectric conversion material connected to the second electrode. In this case, a distance between a portion of the first thermoelectric conversion material and the second thermoelectric conversion material connected to the first electrode and a portion facing the third heat radiating member. The temperature gradients of the first thermoelectric conversion material and the second thermoelectric conversion material can be easily aligned. Therefore, the uniformity of the temperature difference between the first electrode side and the second electrode side can be further increased, and the thermoelectric conversion efficiency can be further increased.

熱電変換効率をより一層高くする観点からは、上記熱電変換デバイスは、上記第3の放熱部材を複数備えることが好ましい。上記第3の放熱部材が外気に接する表面積を大きくすることができ、放熱性を高くすることができる。   From the viewpoint of further increasing the thermoelectric conversion efficiency, the thermoelectric conversion device preferably includes a plurality of the third heat radiating members. The surface area of the third heat radiating member in contact with the outside air can be increased, and the heat dissipation can be increased.

上記第3の放熱部材が、上記第1の電極と上記第2の電極とに接続されている上記第1の熱電変換材料の延びる方向、又は、上記第1の電極と上記第2の電極とに接続されている上記第2の熱電変換材料の延びる方向に複数配置されていることが好ましい。この場合には、上記第1の熱電変換材料の上記第1の電極側と上記第2の電極側との温度差又は上記第2の熱電変換材料の上記第1の電極側と上記第2の電極側との温度差をより一層大きくすることができ、熱電変換効率をより一層高くすることができる。   A direction in which the first thermoelectric conversion material is connected to the first electrode and the second electrode, or the first electrode and the second electrode. It is preferable that a plurality of the second thermoelectric conversion materials connected to each other are arranged in the extending direction. In this case, the temperature difference between the first electrode side and the second electrode side of the first thermoelectric conversion material, or the first electrode side and the second electrode of the second thermoelectric conversion material. The temperature difference from the electrode side can be further increased, and the thermoelectric conversion efficiency can be further increased.

なお、上記第1の電極と上記第2の電極とに接続されている上記第1の熱電変換材料の延びる方向、及び、上記第1の電極と上記第2の電極とに接続されている上記第2の熱電変換材料の延びる方向のそれぞれと交差する方向に、上記第3の放熱部材が複数配置されていてもよい。   The first thermoelectric conversion material connected to the first electrode and the second electrode extends in the extending direction, and the first electrode and the second electrode are connected to the first electrode. A plurality of the third heat radiating members may be arranged in a direction intersecting with each of the extending directions of the second thermoelectric conversion material.

ここで、上記第1の熱電変換材料の上記第1の電極と上記第2の電極との間に位置する部分を部分C(図4における部分Cに相当する。)とする。上記第2の熱電変換材料の上記第1の電極と上記第2の電極との間に位置する部分を部分D(図4における部分Dに相当する。)とする。   Here, a portion of the first thermoelectric conversion material located between the first electrode and the second electrode is referred to as a portion C (corresponding to the portion C in FIG. 4). A portion of the second thermoelectric conversion material located between the first electrode and the second electrode is defined as a portion D (corresponding to the portion D in FIG. 4).

熱電変換効率をより一層高くする観点からは、平面視において、上記第1の熱電変換材料の上記部分C及び上記第2の熱電変換材料の上記部分Dの面積100%中の50%以下の領域にて、上記部分C又は上記部分Dに対して、上記第3の放熱部材が、上記基材を介して対向していることが好ましい。上記第3の放熱部材が外気に接する表面積を大きくすることができ、放熱性を高くすることができる。   From the viewpoint of further increasing the thermoelectric conversion efficiency, in plan view, a region of 50% or less in the area 100% of the portion C of the first thermoelectric conversion material and the portion D of the second thermoelectric conversion material Therefore, it is preferable that the third heat radiating member is opposed to the part C or the part D via the base material. The surface area of the third heat radiating member in contact with the outside air can be increased, and the heat dissipation can be increased.

一方、上記第3の放熱部材内においては熱が分散する。上記第3の放熱部材に上記基材を介して対向している上記第1の熱電変換材料の部分又は上記第2の熱電変換材料の部分においては、温度の均一性が高まる。上記第3の放熱部材の配置領域を上記のように50%以下の領域とすることにより、発電に際し、上記第1の熱電変換材料又は上記第2の熱電変換材料において好適に熱勾配を生じさせることができる。従って、熱電変換効率をより一層高くすることができる。   On the other hand, heat is dispersed in the third heat radiating member. In the part of the first thermoelectric conversion material or the part of the second thermoelectric conversion material facing the third heat radiating member through the base material, the temperature uniformity is increased. By setting the arrangement area of the third heat radiating member to an area of 50% or less as described above, a thermal gradient is suitably generated in the first thermoelectric conversion material or the second thermoelectric conversion material during power generation. be able to. Therefore, the thermoelectric conversion efficiency can be further increased.

熱電変換デバイスの信頼性を高くする観点からは、上記熱電変換デバイスは、上記基材の上記上面上に、上記第1の熱電変換材料、上記第2の熱電変換材料、上記第1の電極及び上記第2の電極を覆うように配置された封止材を備えることが好ましい。上記熱電変換素子は、上記封止材により封止されていることが好ましい。   From the viewpoint of increasing the reliability of the thermoelectric conversion device, the thermoelectric conversion device has the first thermoelectric conversion material, the second thermoelectric conversion material, the first electrode, and the first electrode on the upper surface of the base material. It is preferable to include a sealing material disposed so as to cover the second electrode. The thermoelectric conversion element is preferably sealed with the sealing material.

熱電変換効率を高くする観点からは、上記熱電変換デバイスは、上記封止材の上記基材側とは反対側の表面上に配置された第4の放熱部材を備えることが好ましい。上記第4の放熱部材は、上記第1の電極又は上記第2の電極に対して、上記封止材を介して対向していることが好ましい。上記第4の放熱部材は、上記第1の電極に対して、上記封止材を介して対向していてもよく、上記第2の電極に対して、上記封止材を介して対向していてもよい。   From the viewpoint of increasing the thermoelectric conversion efficiency, the thermoelectric conversion device preferably includes a fourth heat dissipating member disposed on the surface of the sealing material on the side opposite to the base material side. It is preferable that the fourth heat radiating member is opposed to the first electrode or the second electrode via the sealing material. The fourth heat dissipation member may be opposed to the first electrode via the sealing material, and may be opposed to the second electrode via the sealing material. May be.

上記第4の放熱部材の使用によって、上記第1の電極に対して、上記封止材を介して対向している場合には、発電に際し上記第2の電極側から加熱されたときに、上記第1の電極から、上記封止材を介して上記第4の放熱部材に熱が速やかに伝搬するので、放熱性を高めることができる。また、上記第1の電極側又は上記第2の電極側から加熱された場合に、上記第4の放熱部材内において熱が拡散するので、上記第4の放熱部材を介して、上記複数の第1の電極の領域の温度の均一性を高めることができる。   When the fourth heat radiating member is used to face the first electrode through the sealing material, when heated from the second electrode side during power generation, Since heat rapidly propagates from the first electrode to the fourth heat radiating member via the sealing material, heat dissipation can be improved. In addition, since heat diffuses in the fourth heat dissipation member when heated from the first electrode side or the second electrode side, the plurality of second heat dissipation members are connected via the fourth heat dissipation member. The uniformity of the temperature of the area | region of 1 electrode can be improved.

また、上記第4の放熱部材の使用によって、上記第2の電極に対して、上記封止材を介して対向している場合には、発電に際し上記第1の電極側から加熱されたときに、上記第2の電極から、上記封止材を介して上記第4の放熱部材に熱が速やかに伝搬するので、放熱性を高めることができる。また、上記第1の電極側又は上記第2の電極側から加熱された場合に、上記第4の放熱部材内において熱が拡散するので、上記第4の放熱部材を介して、上記複数の第2の電極の領域の温度の均一性を高めることができる。   Further, when the fourth heat radiating member is used and the second electrode is opposed to the second electrode through the sealing material, when being heated from the first electrode side during power generation, Since heat is rapidly propagated from the second electrode to the fourth heat radiating member through the sealing material, heat dissipation can be improved. In addition, since heat diffuses in the fourth heat dissipation member when heated from the first electrode side or the second electrode side, the plurality of second heat dissipation members are connected via the fourth heat dissipation member. The uniformity of the temperature of the area | region of 2 electrodes can be improved.

上記第4の放熱部材は、上記第1の熱電変換材料の上記部分C又は上記第2の熱電変換材料の上記部分Dに対して、上記封止材を介して対向していることが好ましい。上記第4の放熱部材は、上記第1の熱電変換材料の上記部分Cに対して、上記封止材を介して対向していてもよく、上記第2の熱電変換材料の上記部分Dに対して、上記封止材を介して対向していてもよい。この場合には、上記第1の熱電変換材料又は上記第2の熱電変換材料から上記封止材を介して上記第4の放熱部材に速やかに熱が伝搬する。上記第1の熱電変換材料の上記第1の電極側と上記第2の電極側との温度差又は上記第2の熱電変換材料の上記第1の電極側と上記第2の電極側との温度差を大きくすることができ、熱電変換効率を高くすることができる。   It is preferable that the fourth heat radiating member is opposed to the portion C of the first thermoelectric conversion material or the portion D of the second thermoelectric conversion material via the sealing material. The fourth heat dissipating member may be opposed to the portion C of the first thermoelectric conversion material via the sealing material, and to the portion D of the second thermoelectric conversion material. And you may oppose through the said sealing material. In this case, heat quickly propagates from the first thermoelectric conversion material or the second thermoelectric conversion material to the fourth heat dissipation member via the sealing material. The temperature difference between the first electrode side and the second electrode side of the first thermoelectric conversion material or the temperature between the first electrode side and the second electrode side of the second thermoelectric conversion material The difference can be increased and the thermoelectric conversion efficiency can be increased.

上記熱電変換デバイスは、放熱部材として、上記第1の放熱部材を有する。また、上記熱電変換デバイスは、放熱部材として、上記第2の放熱部材、上記第3の放熱部材または上記第4の放熱部材を有することが好ましい。   The thermoelectric conversion device includes the first heat dissipation member as a heat dissipation member. Moreover, it is preferable that the said thermoelectric conversion device has the said 2nd heat radiating member, the said 3rd heat radiating member, or the said 4th heat radiating member as a heat radiating member.

上記第1の放熱部材は金属膜であることが好ましい。第1の電極の領域の温度の均一性を効果的に高めることができる。また、上記第2の電極側が加熱される場合には、上記第1の電極側の放熱性を高めることができる。従って、上記熱電変換デバイスの熱電変換効率を高くすることができる。   The first heat radiating member is preferably a metal film. The uniformity of the temperature in the region of the first electrode can be effectively increased. In addition, when the second electrode side is heated, heat dissipation on the first electrode side can be improved. Therefore, the thermoelectric conversion efficiency of the thermoelectric conversion device can be increased.

上記第2の放熱部材は金属膜であることが好ましい。第2の電極の領域の温度の均一性を効果的に高めることができる。また、上記第1の電極側が加熱される場合には、上記第2の電極側の放熱性を高めることができる。従って、上記熱電変換デバイスの熱電変換効率を高くすることができる。   The second heat radiating member is preferably a metal film. The uniformity of the temperature of the area | region of a 2nd electrode can be improved effectively. In addition, when the first electrode side is heated, the heat dissipation of the second electrode side can be enhanced. Therefore, the thermoelectric conversion efficiency of the thermoelectric conversion device can be increased.

上記第3の放熱部材は金属膜であることが好ましい。上記第3の放熱部材と上記基材を介して対向している上記第1の熱電変換材料の部分又は上記第2の熱電変換材料の部分の温度の均一性を高めることができる。放熱性を高めることもできる。従って、上記熱電変換デバイスの熱電変換効率を高くすることができる。   The third heat dissipation member is preferably a metal film. The uniformity of the temperature of the part of the first thermoelectric conversion material or the part of the second thermoelectric conversion material facing the third heat dissipation member via the base material can be enhanced. Heat dissipation can also be improved. Therefore, the thermoelectric conversion efficiency of the thermoelectric conversion device can be increased.

上記第4の放熱部材は金属膜であることが好ましい。上記第4の放熱部材と上記封止材を介して対向している上記第1の電極の部分、上記第2の電極の部分、上記第1の熱電変換材料の部分又は上記第2の熱電変換材料の部分の温度の均一性を高めることができる。放熱性を高めることもできる。従って、上記熱電変換デバイスの熱電変換効率を高くすることができる。   The fourth heat radiating member is preferably a metal film. The portion of the first electrode, the portion of the second electrode, the portion of the first thermoelectric conversion material, or the second thermoelectric conversion facing the fourth heat dissipation member via the sealing material The uniformity of the temperature of the material portion can be increased. Heat dissipation can also be improved. Therefore, the thermoelectric conversion efficiency of the thermoelectric conversion device can be increased.

上記第1〜第4の放熱部材の材料は、それぞれCuやAl等の金属であることが好ましく、熱伝導率が高い金属であることがより好ましい。このような材料により形成された放熱部材の使用によって、放熱性やそれぞれの部分の温度の均一性をより一層高くすることができる。   The materials of the first to fourth heat radiating members are each preferably a metal such as Cu or Al, and more preferably a metal having a high thermal conductivity. By using a heat radiating member formed of such a material, the heat radiating property and the uniformity of the temperature of each part can be further enhanced.

熱電変換効率を高くする観点からは、平面視において、上記第1の熱電変換材料及び上記第2の熱電変換材料の上記第1の電極に接触している面積の合計が、上記第1の電極の面積の50%以下であることが好ましい。この場合には、上記第1の電極が外気に接する表面積を大きくすることができる。上記第2の電極側から加熱された場合に、上記第1の電極側での放熱性を高めることができ、熱電変換効率を高くすることができる。   From the viewpoint of increasing the thermoelectric conversion efficiency, the total area of the first thermoelectric conversion material and the second thermoelectric conversion material in contact with the first electrode in plan view is the first electrode. It is preferable that it is 50% or less of the area. In this case, the surface area where the first electrode is in contact with the outside air can be increased. When heated from the second electrode side, the heat dissipation on the first electrode side can be enhanced, and the thermoelectric conversion efficiency can be increased.

同様に、平面視において、上記第1の熱電変換材料及び上記第2の熱電変換材料の上記第2の電極に接触している面積の合計が、上記第2の電極の面積の50%以下であることが好ましい。この場合には、上記第2の電極が外気に接する表面積を大きくすることができる。上記第1の電極側から加熱された場合に、上記第2の電極側での放熱性を高めることができ、熱電変換効率を高くすることができる。   Similarly, in plan view, the total area of the first thermoelectric conversion material and the second thermoelectric conversion material in contact with the second electrode is 50% or less of the area of the second electrode. Preferably there is. In this case, the surface area where the second electrode is in contact with the outside air can be increased. When heated from the first electrode side, heat dissipation on the second electrode side can be enhanced, and thermoelectric conversion efficiency can be increased.

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明する。   Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の第1の実施形態に係る熱電変換デバイスの平面図である。図2は、第1の実施形態に係る熱電変換デバイスの底面図である。   FIG. 1 is a plan view of a thermoelectric conversion device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a bottom view of the thermoelectric conversion device according to the first embodiment.

なお、実施形態において参照する図面は、模式的に記載されており、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。具体的な物体の寸法の比率などは、以下の説明を参酌して判断されるべきである。   Note that the drawings referred to in the embodiments are schematically described, and the ratio of the dimensions of an object drawn in the drawings may be different from the ratio of the dimensions of an actual object. The specific ratio of the dimensions of the object should be determined in consideration of the following explanation.

図1に示す熱電変換デバイス1は、基材2を備える。基材2は、上面2a及び下面2bを有する。基材2の材料として、例えば、樹脂やセラミックスなどを用いることができる。基材2の材料は、熱伝導率が下記の第1,第2の熱電変換材料よりも低い材料であることが好ましい。   A thermoelectric conversion device 1 shown in FIG. The substrate 2 has an upper surface 2a and a lower surface 2b. As a material of the base material 2, for example, resin, ceramics, or the like can be used. The material of the base material 2 is preferably a material whose thermal conductivity is lower than the following first and second thermoelectric conversion materials.

熱電変換デバイス1は、基材2の上面2a上に形成された複数の熱電変換素子3を備える。熱電変換素子3は、2つの第1の電極4aと、1つの第2の電極4bと、第1の熱電変換材料5と、第2の熱電変換材料6とを有する。第1の電極4a、第1の熱電変換材料5、第2の電極4b、第2の熱電変換材料6、第1の電極4aが、この順で接続されて1つの熱電変換素子3部分(この5つの接続部分を、熱電変換素子と区別して熱電変換素子部分と呼ぶ)が構成されている。本実施形態では、第1の熱電変換材料5はp型熱電変換材料であり、第2の熱電変換材料6はn型熱電変換材料である。   The thermoelectric conversion device 1 includes a plurality of thermoelectric conversion elements 3 formed on the upper surface 2 a of the substrate 2. The thermoelectric conversion element 3 includes two first electrodes 4 a, one second electrode 4 b, a first thermoelectric conversion material 5, and a second thermoelectric conversion material 6. The first electrode 4a, the first thermoelectric conversion material 5, the second electrode 4b, the second thermoelectric conversion material 6, and the first electrode 4a are connected in this order to form one thermoelectric conversion element 3 portion (this The five connecting portions are referred to as thermoelectric conversion element portions to distinguish them from thermoelectric conversion elements). In the present embodiment, the first thermoelectric conversion material 5 is a p-type thermoelectric conversion material, and the second thermoelectric conversion material 6 is an n-type thermoelectric conversion material.

第1の電極4aと第2の電極4bとに接続されている第1の熱電変換材料5の延びる方向、及び、第1の電極4aと第2の電極4bとに接続されている第2の熱電変換材料6の延びる方向とは平行である。第1の熱電変換材料5と第2の熱電変換材料6とは、互いに離れて、並んで配置されている。   The extending direction of the first thermoelectric conversion material 5 connected to the first electrode 4a and the second electrode 4b, and the second connected to the first electrode 4a and the second electrode 4b The direction in which the thermoelectric conversion material 6 extends is parallel. The first thermoelectric conversion material 5 and the second thermoelectric conversion material 6 are arranged side by side apart from each other.

上記と同様の構成を有する熱電変換素子3部分が複数配置されている。具体的には、第1の電極4aと第2の電極4bとに接続されている第1の熱電変換材料5の延びる方向、及び、第1の電極4aと第2の電極4bとに接続されている第2の熱電変換材料6の延びる方向のそれぞれと直交する方向に、複数の熱電変換素子3部分が並んで配置されている。各熱電変換素子3部分の1つの第1の電極4aは、隣接する熱電変換素子3部分の1つの第1の電極4aと共通の電極である。すなわち、第2の熱電変換材料6が接続された第1の電極4aには第1の熱電変換材料5が接続されており、該熱電変換材料5には、さらに第2の電極4bが接続されている。図1では、5つの熱電変換素子3部分が連なっている。2つ以上の熱電変換素子部分が連なっていてもよく、3つ以上の熱電変換素子部分が連なっていてもよい。   A plurality of thermoelectric conversion element 3 portions having the same configuration as described above are arranged. Specifically, it is connected to the extending direction of the first thermoelectric conversion material 5 connected to the first electrode 4a and the second electrode 4b, and to the first electrode 4a and the second electrode 4b. A plurality of thermoelectric conversion element 3 portions are arranged side by side in a direction orthogonal to each of the extending directions of the second thermoelectric conversion material 6. One first electrode 4a of each thermoelectric conversion element 3 portion is a common electrode with one first electrode 4a of the adjacent thermoelectric conversion element 3 portion. That is, the first thermoelectric conversion material 5 is connected to the first electrode 4a to which the second thermoelectric conversion material 6 is connected, and the second electrode 4b is further connected to the thermoelectric conversion material 5. ing. In FIG. 1, five thermoelectric conversion element 3 portions are connected. Two or more thermoelectric conversion element portions may be continuous, or three or more thermoelectric conversion element portions may be continuous.

図2に示すように、基材2の下面2b上には、第1の放熱部材7及び第2の放熱部材8が配置されている。第1の放熱部材7は基材2を介して全ての第1の電極4aの領域に対向している。第2の放熱部材8は基材2を介して全ての第2の電極4bに対向している。第1の放熱部材7及び第2の放熱部材8として、例えば、金属膜等を用いることができる。   As shown in FIG. 2, the first heat radiating member 7 and the second heat radiating member 8 are disposed on the lower surface 2 b of the base material 2. The first heat radiating member 7 is opposed to the region of all the first electrodes 4 a via the base material 2. The second heat radiating member 8 is opposed to all the second electrodes 4b with the base material 2 interposed therebetween. For example, a metal film or the like can be used as the first heat radiating member 7 and the second heat radiating member 8.

発電に際しては、第1の電極4a側を加熱してもよく、第2の電極4b側を加熱してもよい。熱電変換デバイス1は第1の放熱部材7及び第2の放熱部材8を有するため、上記のいずれの場合においても放熱性を高めることができる。第1の熱電変換材料5の第1の電極4a側と第2の電極4b側との温度差及び第2の熱電変換材料6の第1の電極4a側と第2の電極4b側との温度差の均一性を高めることもできる。従って、熱電変換効率を効果的に高くすることができる。   During power generation, the first electrode 4a side may be heated, or the second electrode 4b side may be heated. Since the thermoelectric conversion device 1 includes the first heat radiating member 7 and the second heat radiating member 8, the heat radiating property can be enhanced in any of the above cases. The temperature difference between the first electrode 4a side and the second electrode 4b side of the first thermoelectric conversion material 5 and the temperature between the first electrode 4a side and the second electrode 4b side of the second thermoelectric conversion material 6 The uniformity of the difference can also be improved. Therefore, the thermoelectric conversion efficiency can be effectively increased.

図2中の一点鎖線A1は、平面視において、第1の熱電変換材料5の第1の電極4aに接触している部分を示す。一点鎖線B1は、平面視において、第2の熱電変換材料6の第1の電極4aに接触している部分を示す。熱電変換デバイス1においては、一点鎖線A1,B1で示す部分の面積の合計が、第1の電極4aの面積の50%以下である。これにより、第1の電極4a側での放熱性を高めることができる。他の第1の電極においても同様である。   A one-dot chain line A1 in FIG. 2 indicates a portion in contact with the first electrode 4a of the first thermoelectric conversion material 5 in a plan view. An alternate long and short dash line B1 indicates a portion in contact with the first electrode 4a of the second thermoelectric conversion material 6 in plan view. In the thermoelectric conversion device 1, the total area of the portions indicated by the alternate long and short dash lines A1 and B1 is 50% or less of the area of the first electrode 4a. Thereby, the heat dissipation in the 1st electrode 4a side can be improved. The same applies to the other first electrodes.

図2中の一点鎖線A2は、平面視において、第1の熱電変換材料5の第2の電極4bに接触している部分を示す。一点鎖線B2は、平面視において、第2の熱電変換材料6の第2の電極4bに接触している部分を示す。熱電変換デバイス1においては、一点鎖線A2,B2で示す部分の面積の合計が、第2の電極4bの面積の50%以下である。これにより、第2の電極4b側での放熱性を高めることができる。他の第2の電極においても同様である。   A one-dot chain line A2 in FIG. 2 indicates a portion in contact with the second electrode 4b of the first thermoelectric conversion material 5 in a plan view. An alternate long and short dash line B2 indicates a portion in contact with the second electrode 4b of the second thermoelectric conversion material 6 in plan view. In the thermoelectric conversion device 1, the total area of the portions indicated by alternate long and short dash lines A2 and B2 is 50% or less of the area of the second electrode 4b. Thereby, the heat dissipation in the 2nd electrode 4b side can be improved. The same applies to the other second electrodes.

図3は、本発明の第1の実施形態の変形例に係る熱電変換デバイスの底面図である。   FIG. 3 is a bottom view of a thermoelectric conversion device according to a modification of the first embodiment of the present invention.

図3に示す熱電変換デバイス11は、第2の放熱部材8を有し、かつ第1の放熱部材を有さない。この場合においても、第1の電極4a側から加熱された場合に、熱電変換効率を高くすることができる。なお、第2の放熱部材を有さず、かつ第1の放熱部材を有する場合には、第2の電極側を加熱された場合に、熱電変換効率を高くすることができる。このように、本発明に係る熱電変換デバイスは、第1の放熱部材及び第2の放熱部材のうち少なくとも一方を有していればよい。本発明に係る熱電変換デバイスは、第1の放熱部材を有し、かつ第2の放熱部材を有していなくてもよい。   The thermoelectric conversion device 11 shown in FIG. 3 has the second heat radiating member 8 and does not have the first heat radiating member. Also in this case, when heated from the first electrode 4a side, the thermoelectric conversion efficiency can be increased. In addition, when it does not have a 2nd heat radiating member and has a 1st heat radiating member, when the 2nd electrode side is heated, thermoelectric conversion efficiency can be made high. Thus, the thermoelectric conversion device according to the present invention may have at least one of the first heat radiating member and the second heat radiating member. The thermoelectric conversion device according to the present invention has the first heat radiating member and may not have the second heat radiating member.

図4は、本発明の第2の実施形態に係る熱電変換デバイスの底面図である。   FIG. 4 is a bottom view of the thermoelectric conversion device according to the second embodiment of the present invention.

図4に示す熱電変換バイス21は、基材2と、基材2の上面2a上に配置された複数の熱電変換素子3とを備える。熱電変換デバイス21は、基材2の下面2b上に配置された第1の放熱部材7と、第2の放熱部材8とを備える。熱電変換素子3は、第1の電極4a、第1の熱電変換材料5、第2の電極4b、第2の熱電変換材料6、第1の電極4aが、この順で接続されて構成されている。   The thermoelectric conversion vice 21 shown in FIG. 4 includes a base material 2 and a plurality of thermoelectric conversion elements 3 arranged on the upper surface 2 a of the base material 2. The thermoelectric conversion device 21 includes a first heat radiating member 7 and a second heat radiating member 8 disposed on the lower surface 2 b of the base 2. The thermoelectric conversion element 3 is configured by connecting a first electrode 4a, a first thermoelectric conversion material 5, a second electrode 4b, a second thermoelectric conversion material 6, and a first electrode 4a in this order. Yes.

さらに、熱電変換デバイス21は、基材2の下面2b上に配置された複数の第3の放熱部材29を備える。第3の放熱部材29には、例えば、金属膜等を用いることができる。   Furthermore, the thermoelectric conversion device 21 includes a plurality of third heat radiating members 29 arranged on the lower surface 2 b of the substrate 2. For example, a metal film or the like can be used for the third heat radiating member 29.

第3の放熱部材29は、第1の電極4aと第2の電極4bとに接続されている第1の熱電変換材料5の延びる方向、及び、第1の電極4aと第2の電極4bとに接続されている第2の熱電変換材料6の延びる方向のそれぞれと直交する方向に延びている。第3の放熱部材29は、基材2の下面2b上において、第1の放熱部材7及び第2の放熱部材8と離れて配置されている。   The third heat radiating member 29 includes a direction in which the first thermoelectric conversion material 5 is connected to the first electrode 4a and the second electrode 4b, and the first electrode 4a and the second electrode 4b. It extends in a direction orthogonal to each of the extending directions of the second thermoelectric conversion material 6 connected to the. The third heat radiating member 29 is disposed on the lower surface 2 b of the substrate 2 so as to be separated from the first heat radiating member 7 and the second heat radiating member 8.

第3の放熱部材29は、第1の熱電変換材料5の第1の電極4aと第2の電極4bとの間に位置する部分C及び第2の熱電変換材料6の第1の電極4aと第2の電極4bとの間に位置する部分Dに対して、基材2を介して対向している。   The third heat radiating member 29 includes a portion C positioned between the first electrode 4 a and the second electrode 4 b of the first thermoelectric conversion material 5 and the first electrode 4 a of the second thermoelectric conversion material 6. It opposes the part D located between the 2nd electrodes 4b through the base material 2. FIG.

複数の第3の放熱部材29は、第1の電極4aと第2の電極4bとに接続されている第1の熱電変換材料5の延びる方向、及び、第1の電極4aと第2の電極4bとに接続されている第2の熱電変換材料6の延びる方向に並べて配置されている。   The plurality of third heat radiating members 29 include the extending direction of the first thermoelectric conversion material 5 connected to the first electrode 4a and the second electrode 4b, and the first electrode 4a and the second electrode. The second thermoelectric conversion materials 6 connected to 4b are arranged side by side in the extending direction.

ここで、第3の放熱部材29が延びる方向に直交する方向に沿う第3の放熱部材29の寸法を幅とする。複数の第3の放熱部材29の幅の合計は、第1の電極4aと第2の電極4bとの距離の50%以下である。このため、熱電変換デバイス21においては、平面視において、第1の熱電変換材料5の部分C及び第2の熱電変換材料6の部分Dの面積100%中の50%以下の領域にて、部分C及び部分Dに対して、第3の放熱部材29が、基材2を介して対向している。   Here, the dimension of the third heat radiating member 29 along the direction orthogonal to the direction in which the third heat radiating member 29 extends is defined as the width. The total width of the plurality of third heat dissipation members 29 is 50% or less of the distance between the first electrode 4a and the second electrode 4b. For this reason, in the thermoelectric conversion device 21, in a plan view, in a region of 50% or less in the area 100% of the portion C of the first thermoelectric conversion material 5 and the portion D of the second thermoelectric conversion material 6, The third heat radiating member 29 is opposed to C and the part D with the base material 2 interposed therebetween.

熱電変換デバイス21は第3の放熱部材29を有するため、放熱性をより一層高めることができる。第3の放熱部材29の配置を、平面視において、部分C及び部分Dの面積100%中の50%以下の領域とすることにより、発電に際し、第1の熱電変換材料5及び第2の熱電変換材料6において好適に熱勾配を生じさせることもできる。従って、熱電変換効率をより一層高くすることができる。   Since the thermoelectric conversion device 21 has the third heat radiating member 29, the heat dissipation can be further improved. In the plan view, the arrangement of the third heat radiating member 29 is 50% or less in the area of 100% of the portion C and the portion D, so that the first thermoelectric conversion material 5 and the second thermoelectric power are generated during power generation. A thermal gradient can also be suitably generated in the conversion material 6. Therefore, the thermoelectric conversion efficiency can be further increased.

図5は、本発明の第3の実施形態に係る熱電変換デバイスの分解斜視図である。   FIG. 5 is an exploded perspective view of a thermoelectric conversion device according to the third embodiment of the present invention.

図5に示す熱電変換デバイス31は、基材2と、基材2の上面2a上に配置された複数の熱電変換素子3とを備える。熱電変換デバイス31は、基材2の下面2b上に配置された第1の放熱部材7と、第2の放熱部材8と、複数の第3の放熱部材29とを備える。熱電変換素子3は、第1の電極4a、第1の熱電変換材料5、第2の電極4b、第2の熱電変換材料6、第1の電極4aが、この順で接続されて構成されている。   A thermoelectric conversion device 31 shown in FIG. 5 includes a base material 2 and a plurality of thermoelectric conversion elements 3 arranged on the upper surface 2 a of the base material 2. The thermoelectric conversion device 31 includes a first heat radiating member 7, a second heat radiating member 8, and a plurality of third heat radiating members 29 arranged on the lower surface 2 b of the substrate 2. The thermoelectric conversion element 3 is configured by connecting a first electrode 4a, a first thermoelectric conversion material 5, a second electrode 4b, a second thermoelectric conversion material 6, and a first electrode 4a in this order. Yes.

さらに、熱電変換デバイス31は、基材2の上面2a上に、第1の熱電変換材料5、第2の熱電変換材料6、第1の電極4a及び第2の電極4bを覆うように配置された封止材32を備える。熱電変換デバイス31は、封止材32の基材2側とは反対側の表面32b上に配置された第4の放熱部材37〜39を備える。封止材32として、例えば、樹脂等を用いることができる。第4の放熱部材37〜39として、例えば、金属膜等を用いることができる。   Furthermore, the thermoelectric conversion device 31 is disposed on the upper surface 2a of the base material 2 so as to cover the first thermoelectric conversion material 5, the second thermoelectric conversion material 6, the first electrode 4a, and the second electrode 4b. The sealing material 32 is provided. The thermoelectric conversion device 31 includes fourth heat radiation members 37 to 39 disposed on the surface 32b of the sealing material 32 on the side opposite to the base material 2 side. As the sealing material 32, for example, a resin or the like can be used. As the fourth heat radiation members 37 to 39, for example, a metal film or the like can be used.

第4の放熱部材37は、第1の電極4aに対して、封止材32を介して対向している。第4の放熱部材37は封止材32を介して全ての第1の電極4aの領域に対向している。第4の放熱部材38は、第2の電極4bに対して、封止材32を介して対向している。第4の放熱部材38は封止材32を介して全ての第2の電極4bの領域に対向している。第4の封止部材37,38は、第1,第2の放熱部材7,8と同様に配置されている。   The fourth heat radiating member 37 is opposed to the first electrode 4a through the sealing material 32. The fourth heat radiating member 37 is opposed to the region of all the first electrodes 4 a via the sealing material 32. The fourth heat radiating member 38 is opposed to the second electrode 4b through the sealing material 32. The fourth heat radiating member 38 faces all the regions of the second electrodes 4b through the sealing material 32. The fourth sealing members 37 and 38 are disposed in the same manner as the first and second heat radiating members 7 and 8.

第4の放熱部材39は、第1の熱電変換材料5の部分C又は第2の熱電変換材料6の部分Dに対して、封止材32を介して対向している。第4の放熱部材39は、複数配置されている。具体的には、第1の電極4aと第2の電極4bとに接続されている第1の熱電変換材料5の延びる方向、及び、第1の電極4aと第2の電極4bとに接続されている第2の熱電変換材料6の延びる方向に並べて配置されている。第4の放熱部材39は、第3の放熱部材29と同様に配置されている。   The fourth heat radiating member 39 faces the portion C of the first thermoelectric conversion material 5 or the portion D of the second thermoelectric conversion material 6 via the sealing material 32. A plurality of fourth heat radiating members 39 are arranged. Specifically, it is connected to the extending direction of the first thermoelectric conversion material 5 connected to the first electrode 4a and the second electrode 4b, and to the first electrode 4a and the second electrode 4b. The second thermoelectric conversion materials 6 are arranged side by side in the extending direction. The fourth heat radiating member 39 is arranged in the same manner as the third heat radiating member 29.

封止材32により、第1の熱電変換材料5、第2の熱電変換材料6、第1の電極4a及び第2の電極4bが覆われているため、信頼性を高めることができる。   Since the first thermoelectric conversion material 5, the second thermoelectric conversion material 6, the first electrode 4a, and the second electrode 4b are covered with the sealing material 32, the reliability can be improved.

発電に際し、第4の放熱部材37〜39を有するため、第1の電極4a側から加熱された場合及び第2の電極4b側から加熱された場合において、放熱性を高めることができる。また、第1の熱電変換材料5の第1の電極4a側と第2の電極4b側との温度差及び第2の熱電変換材料6の第1の電極4a側と第2の電極4b側との温度差の均一性を高めることができる。従って、熱電変換効率を効果的に高くすることができる。   Since the fourth heat radiating members 37 to 39 are provided at the time of power generation, it is possible to improve heat dissipation when heated from the first electrode 4a side and when heated from the second electrode 4b side. In addition, the temperature difference between the first electrode 4a side and the second electrode 4b side of the first thermoelectric conversion material 5 and the first electrode 4a side and the second electrode 4b side of the second thermoelectric conversion material 6 The uniformity of the temperature difference can be improved. Therefore, the thermoelectric conversion efficiency can be effectively increased.

以下、下記の実施例1と比較例1とを比較することにより、本発明の効果を具体的に説明する。   Hereinafter, the effects of the present invention will be specifically described by comparing Example 1 and Comparative Example 1 below.

実施例1は、図1及び図2に示す本発明の第1の実施形態の構成を有する。比較例1は、第1の放熱部材及び第2の放熱部材を有さない点以外においては、第1の実施形態と同様の構成を有する。   Example 1 has the configuration of the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2. Comparative Example 1 has the same configuration as that of the first embodiment except that the first heat radiating member and the second heat radiating member are not provided.

(評価)
出力電圧の測定:
実施例1及び比較例1の熱電変換デバイスを第1の電極側から加熱し、出力電圧を測定した。評価の結果を下記の図6に示す。
(Evaluation)
Output voltage measurement:
The thermoelectric conversion devices of Example 1 and Comparative Example 1 were heated from the first electrode side, and the output voltage was measured. The evaluation results are shown in FIG. 6 below.

図6は、実施例1及び比較例1における熱電変換デバイスの出力電圧と時間との関係を示す図である。太線は実施例1の結果を示し、細線は比較例1の結果を示す。なお、図6における横軸は相対的な時間を示している。図6においては、第1の電極側の加熱を開始した後に、第1の電極側と第2の電極側との温度差がある程度安定してからの出力電圧を示している。   FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the output voltage of the thermoelectric conversion device and time in Example 1 and Comparative Example 1. The thick line shows the result of Example 1, and the thin line shows the result of Comparative Example 1. In addition, the horizontal axis in FIG. 6 has shown relative time. FIG. 6 shows the output voltage after the temperature difference between the first electrode side and the second electrode side is stabilized to some extent after the heating on the first electrode side is started.

図6に示すように、実施例1では、比較例1より出力電圧が高いことがわかる。さらに、実施例1では、比較例1より出力電圧の安定性が高いことがわかる。   As shown in FIG. 6, the output voltage in Example 1 is higher than that in Comparative Example 1. Furthermore, in Example 1, it turns out that stability of an output voltage is higher than Comparative Example 1.

1…熱電変換デバイス
2…基材
2a…上面
2b…下面
3…熱電変換素子
4a,4b…第1,第2の電極
5,6…第1,第2の熱電変換材料
7,8…第1,第2の放熱部材
11,21…熱電変換デバイス
29…第3の放熱部材
31…熱電変換デバイス
32…封止材
32b…表面
37〜39…第4の放熱部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Thermoelectric conversion device 2 ... Base material 2a ... Upper surface 2b ... Lower surface 3 ... Thermoelectric conversion element 4a, 4b ... 1st, 2nd electrode 5, 6 ... 1st, 2nd thermoelectric conversion material 7, 8 ... 1st , Second heat radiating member 11, 21 ... thermoelectric conversion device 29 ... third heat radiating member 31 ... thermoelectric conversion device 32 ... sealing material 32b ... surface 37-39 ... fourth heat radiating member

Claims (7)

上面及び下面を有する基材と、
前記基材の前記上面上に配置された少なくとも2つの第1の電極と、
前記基材の前記上面上に配置された少なくとも1つの第2の電極と、
前記基材の前記上面上に配置された少なくとも1つの第1の熱電変換材料と、
前記基材の前記上面上に配置された少なくとも1つの第2の熱電変換材料と、
前記基材の前記下面上に配置された第1の放熱部材及び前記基材の前記下面上に配置された第2の放熱部材のうちの少なくとも一方の放熱部材とを備え、
前記第1の電極と、前記第1の熱電変換材料と、前記第2の電極と、前記第2の熱電変換材料と、前記第1の電極とが、この順で接続されて熱電変換素子が構成されており、
熱電変換デバイスが前記第1の放熱部材を備える場合に、前記第1の電極の少なくとも一部の領域に対して、前記第1の放熱部材が、前記基材を介して対向しており、
熱電変換デバイスが前記第2の放熱部材を備える場合に、前記第2の電極の少なくとも一部の領域に対して、前記第2の放熱部材が、前記基材を介して対向している、熱電変換デバイス。
A substrate having an upper surface and a lower surface;
At least two first electrodes disposed on the top surface of the substrate;
At least one second electrode disposed on the top surface of the substrate;
At least one first thermoelectric conversion material disposed on the top surface of the substrate;
At least one second thermoelectric conversion material disposed on the top surface of the substrate;
Including at least one of the first heat dissipating member disposed on the lower surface of the base material and the second heat dissipating member disposed on the lower surface of the base material,
The first electrode, the first thermoelectric conversion material, the second electrode, the second thermoelectric conversion material, and the first electrode are connected in this order to form a thermoelectric conversion element. Configured,
When the thermoelectric conversion device includes the first heat dissipation member, the first heat dissipation member is opposed to at least a part of the region of the first electrode via the base material.
When the thermoelectric conversion device includes the second heat radiating member, the second heat radiating member is opposed to at least a part of the region of the second electrode through the base material. Conversion device.
前記第1の放熱部材を備え、
前記第1の電極の全体の領域に対して、前記第1の放熱部材が、前記基材を介して対向している、請求項1に記載の熱電変換デバイス。
Comprising the first heat dissipation member;
The thermoelectric conversion device according to claim 1, wherein the first heat radiating member is opposed to the entire region of the first electrode through the base material.
前記第2の放熱部材を備え、
前記第2の電極の全体の領域に対して、前記第2の放熱部材が、前記基材を介して対向している、請求項1または2に記載の熱電変換デバイス。
Comprising the second heat dissipation member;
The thermoelectric conversion device according to claim 1 or 2, wherein the second heat radiating member is opposed to the entire region of the second electrode via the base material.
前記基材の前記下面上に配置された第3の放熱部材を備え、
前記第1の熱電変換材料の前記第1の電極と前記第2の電極との間に位置する部分又は前記第2の熱電変換材料の前記第1の電極と前記第2の電極との間に位置する部分に対して、前記第3の放熱部材が、前記基材を介して対向しており、前記第1の電極と前記第2の電極とに接続されている前記第1の熱電変換材料の延びる方向、及び、前記第1の電極と前記第2の電極とに接続されている前記第2の熱電変換材料の延びる方向のそれぞれと交差する方向に、前記第3の放熱部材が延びている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱電変換デバイス。
A third heat dissipating member disposed on the lower surface of the substrate;
A portion of the first thermoelectric conversion material located between the first electrode and the second electrode or between the first electrode and the second electrode of the second thermoelectric conversion material The first thermoelectric conversion material in which the third heat radiating member is opposed to the positioned portion via the base material and is connected to the first electrode and the second electrode. The third heat dissipation member extends in a direction intersecting with each of a direction in which the second thermoelectric conversion material connected to the first electrode and the second electrode extends. The thermoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 3.
前記第3の放熱部材を複数備える、請求項4に記載の熱電変換デバイス。   The thermoelectric conversion device according to claim 4, comprising a plurality of the third heat radiation members. 平面視において、前記第1の熱電変換材料及び前記第2の熱電変換材料の前記第1の電極に接触している面積の合計が、前記第1の電極の面積の50%以下であり、
平面視において、前記第1の熱電変換材料及び前記第2の熱電変換材料の前記第2の電極に接触している面積の合計が、前記第2の電極の面積の50%以下である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱電変換デバイス。
In plan view, the total area of the first thermoelectric conversion material and the second thermoelectric conversion material in contact with the first electrode is 50% or less of the area of the first electrode,
The total area of the first thermoelectric conversion material and the second thermoelectric conversion material in contact with the second electrode in a plan view is 50% or less of the area of the second electrode. Item 6. The thermoelectric conversion device according to any one of Items 1 to 5.
前記放熱部材が金属膜である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の熱電変換デバイス。   The thermoelectric conversion device according to claim 1, wherein the heat dissipation member is a metal film.
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