JP2019500757A - 柔軟な熱電素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
200及び300:柔軟な熱電素子
210、210'、310、及び310':接触熱伝導層
220及び320:第1の電極
220'及び320':第2の電極
230及び330:P型熱電材料
240及び340:N型熱電材料
250及び350:発泡体
301及び301':犠牲基板
302及び302':犠牲膜
例えば、伝導性接着剤は、銀を含有する銀ペーストであってよい。具体例として、銀(Ag)ペースト、スズ−銀(Sn−Ag)ペースト、スズ−銀−銅(Sn−Ag−Cu)ペースト、又はスズ−アンチモン(Sn−Sb)ペーストが用いられてよいが、本発明は、これに限定されるものではない。
例として、伝導性接着剤は、銀を含有する銀ペーストであってよい。具体例として、銀(Ag)ペースト、スズ−銀(Sn−Ag)ペースト、スズ−銀−銅(Sn−Ag−Cu)ペースト、又はスズ−アンチモン(Sn−Sb)ペーストが用いられてよいが、本発明は、これに限定されるものではない。
1)熱伝導率(W/m.K):これは、比熱×熱拡散係数×密度によって算出された。
2)熱電性能指標(ZT及びK−1):これは、(一般に用いられているハーマン法に従って)方形波電流を熱電素子に印加し、印加された電流に起因して熱電材料から生成された電圧を測定することによって、測定された。ZTairは、発泡体を充填する前の熱電性能指標であり。ZTfillerは、発泡体を形成した後の熱電性能指標である。
−ZTの変化(%)=(ZTair−ZTfiller)/ZTair×100
3)接着強度(MPa):接着界面に基づく両端に徐々に力を印加し、端部の両方を引きつつ、完全に剥離された界面の接着力が測定された(プルオフ試験)。
4)多孔度(体積%):これは、被験体の密度と比較することによって、材料内で測定された。(多孔度がより高くなると、被験体の密度が低下する。多孔度は、多孔度0%の被験体に基づいて算出されてよい。)
Claims (11)
- 互いから離間する1つ又は複数のN型熱電材料及び1つ又は複数のP型熱電材料を含む熱電材料カラムアレイと、
前記熱電材料カラムアレイの前記熱電材料を電気的に接続するように構成される電極と、
前記熱電材料カラムアレイの少なくとも空隙を充填するように構成される発泡体と、
を備える柔軟な熱電素子。 - 前記発泡体は、体積の50から98パーセントの範囲の多孔度を有する、請求項1に記載の柔軟な熱電素子。
- 前記発泡体は、0.1W/m.K又はそれ未満の熱伝導率を有する、請求項1に記載の柔軟な熱電素子。
- 前記発泡体は、ポリマ又はプレポリマを発泡させることによって形成される、請求項1に記載の柔軟な熱電素子。
- 前記発泡体は、ポリウレタン系発泡体、シリコーン系発泡体、又はポリオレフィン系発泡体を含む、請求項4に記載の柔軟な熱電素子。
- 前記電極は、ガラス原料を含む、請求項1に記載の柔軟な熱電素子。
- a)第1の犠牲基板、第1の接触熱伝導体層、第1の電極、及び前記第1の電極上の所定の領域に形成されたP型熱電材料が順に積層される第1の構造、ならびに第2の犠牲基板、第2の接触熱伝導体層、第2の電極、及び前記第2の電極上の所定の領域に形成されたN型熱電材料が順に積層される第2の構造を形成する段階と、
b)前記第1の構造と前記第2の構造とを物理的に接続することによって形成された前記熱電材料カラムアレイを有する基板を製造する段階と、
c)前記基板の前記熱電材料カラムアレイの間の空隙に発泡体を形成する段階と、
d)前記第1の犠牲基板及び前記第2の犠牲基板を除去する段階と、
を備える柔軟な熱電素子の製造方法。 - 段階c)は、
c−1)前記基板の前記熱電材料カラムアレイの間で、前記空隙を発泡体前駆体で充填する段階と、
c−2)前記発泡体前駆体を硬化及び発泡させ、前記発泡体を形成する段階と、
を含む、請求項7に記載の製造方法。 - 前記発泡体前駆体は、ポリマ又はプレポリマ及び発泡剤を含有する、請求項8に記載の製造方法。
- 前記発泡剤は、炭化水素型化合物、ニトロソ型化合物、アゾ型化合物、アジド型化合物、無機系発泡剤、又は水を含む、請求項9に記載の製造方法。
- 前記発泡体は、ポリウレタン系発泡体、シリコーン系発泡体、又はポリオレフィン系発泡体を含む、請求項10に記載の製造方法。
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