JP2023512476A - 発電装置 - Google Patents

Abstract

本発明の一実施例に係る発電装置は冷却部、前記冷却部の一面の第１領域に配置された熱電モジュール、前記冷却部の一面の第２領域に配置され、前記熱電モジュールに連結されるコネクタ部、前記コネクタ部上に配置され、前記コネクタ部の側面を露出するように配置された断熱部材、前記断熱部材および前記コネクタ部を覆うように配置されたシールド部材、および前記コネクタ部および前記シールド部材の間に配置された第１絶縁層を含む。

Description

本発明は発電装置に関し、より詳細には熱電素子の低温部と高温部の温度差を利用して発電させる発電装置に関する。

熱電現象は材料内部の電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）と正孔（ｈｏｌｅ）の移動によって発生する現象で、熱と電気の間の直接的なエネルギー変換を意味する。

熱電素子は熱電現象を利用する素子を総称し、Ｐ型熱電材料とＮ型熱電材料を金属電極の間に接合させてＰＮ接合対を形成する構造を有する。

熱電素子は電気抵抗の温度変化を利用する素子、温度差によって起電力が発生する現象であるゼーベック効果を利用する素子、電流による吸熱または発熱が発生する現象であるペルティエ効果を利用する素子などに区分され得る。

熱電素子は家電製品、電子部品、通信用部品などに多様に適用されている。例えば、熱電素子は冷却用装置、温熱用装置、発電用装置などに適用され得る。これに伴い、熱電素子の熱電性能に対する要求はますます高まっている。

最近、自動車、船舶などのエンジンから発生した高温の廃熱および熱電素子を利用して電気を発生させようとするニーズがある。この時、熱電素子の低温部側に第１流体が通過するダクトが配置され、熱電素子の高温部側に放熱フィンが配置され、第２流体が放熱フィンを通過することができる。これに伴い、熱電素子の低温部と高温部間の温度差によって電気が生成され得、発電装置の構造によって発電性能が変わり得る。

本発明が達成しようとする技術的課題は、熱電素子の低温部と高温部の温度差を利用して発電させる発電装置を提供することである。

本発明の一実施例に係る発電装置は冷却部、前記冷却部の一面の第１領域に配置された熱電モジュール、前記冷却部の一面の第２領域に配置され、前記熱電モジュールに連結されるコネクタ部、前記コネクタ部上に配置され、前記コネクタ部の側面を露出するように配置された断熱部材、前記断熱部材および前記コネクタ部を覆うように配置されたシールド部材、および前記コネクタ部および前記シールド部材の間に配置された第１絶縁層を含む。

前記冷却部の一面を基準として前記コネクタ部の高さは前記断熱部材の高さより高くてもよい。

前記コネクタ部は互いに離隔して配置される複数のコネクタを含み、前記第１絶縁層はコネクタごとに配置された複数の第１絶縁層であり得る。

前記コネクタ部は互いに離隔して配置される複数のコネクタを含み、前記第１絶縁層は前記複数のコネクタ上に一体に配置され得る。

前記第１絶縁層はポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ、ＰＩ）を含むことができる。

前記熱電モジュールと前記シールド部材の側面の間に配置された第２絶縁層をさらに含むことができる。

前記シールド部材は第１面、および前記第１面より高さが高い第２面を含み、前記コネクタ部上に前記第２面が配置され、前記第２絶縁層は前記第１面の側面に配置され得る。

前記第２絶縁層は前記第１面の側面から前記第１面の下面および前記第１面の上面のうち少なくとも一つへ延びることができる。

前記コネクタ部に連結された電線部をさらに含み、前記電線部は前記第２領域で前記冷却部の一面と前記断熱部材の間に配置され得る。

前記熱電モジュールは、第１基板、前記第１基板上に配置される第１電極、前記第１電極上に配置される半導体構造物、前記半導体構造物上に配置される第２電極および前記第２電極上に配置される第２基板を含む熱電素子、および前記第１基板上に配置される連結電極部を含み、前記コネクタ部は前記連結電極部上に配置され、前記連結電極部は前記第１基板の外郭と所定距離以上離隔するように配置される。

本発明の他の実施例に係る発電装置は冷却部、前記冷却部の一面に互いに離隔するように配置された第１熱電モジュールおよび第２熱電モジュール、前記冷却部の一面の前記第１熱電モジュールおよび前記第２熱電モジュールの間に配置され、前記第１熱電モジュールに連結される第１コネクタ部および前記第２熱電モジュールに連結される第２コネクタ部、前記冷却部の一面の前記第１熱電モジュールおよび前記第２熱電モジュールの間で前記第１コネクタ部および前記第２コネクタ部の側面で前記第１コネクタ部の少なくとも一部および前記第２コネクタ部の少なくとも一部を露出するように配置された断熱部材、前記断熱部材、前記第１コネクタ部および前記第２コネクタ部を覆うように配置されたシールド部材、および前記第１コネクタ部および前記第２コネクタ部と前記シールド部材の間に配置された第１絶縁層を含む。

前記第１コネクタ部および前記第２コネクタ部それぞれは互いに離隔して配置される複数のコネクタを含み、前記第１絶縁層はコネクタごとに配置された複数の第１絶縁層であり得る。

前記第１コネクタ部および前記第２コネクタ部それぞれは互いに離隔して配置される複数のコネクタを含み、前記第１絶縁層は前記第１コネクタ部に含まれる複数のコネクタおよび前記第２コネクタ部に含まれる複数のコネクタ上に一体に配置され得る。

前記第１コネクタ部および前記第２コネクタ部それぞれは互いに離隔して配置される複数のコネクタを含み、前記第１絶縁層は前記第１コネクタ部に含まれる複数のコネクタのうち一部および前記第２コネクタ部に含まれる複数のコネクタのうち一部上に一体に配置された複数の第１絶縁層を含むことができる。

前記第１コネクタ部および前記第２コネクタ部それぞれは互いに離隔して配置される複数のコネクタを含み、前記第１絶縁層は前記第１コネクタ部に含まれる複数のコネクタ上に一体に配置され、前記第２コネクタ部に含まれる複数のコネクタのうち一部上に一体に配置された複数の第１絶縁層を含むことができる。

前記第１コネクタ部および前記第２コネクタ部それぞれは互いに離隔して配置される複数のコネクタを含み、前記シールド部材は第１面、および前記第１面によって囲まれて前記第１面より高さが高い複数の第２面を含み、前記第１コネクタ部に含まれる複数のコネクタのうち一部および前記第２コネクタ部に含まれる複数のコネクタのうち一部上に前記複数の第２面のうち一つが配置され、前記第１コネクタ部に含まれる複数のコネクタのうち他の一部および前記第２コネクタ部に含まれる複数のコネクタのうち他の一部上に前記複数の第２面のうち他の一つが配置され、前記第１面の側面と前記第１熱電モジュールの間および前記第１面の側面と前記第２熱電モジュールの間に配置された第２絶縁層をさらに含むことができる。

本発明の一実施例に係る熱電装置は本発明の一実施例に係る熱電装置は熱電素子、前記熱電素子と電気的に連結された連結電極部、前記連結電極部上に配置された複数の接合層、および前記複数の接合層上に配置されたコネクタ部を含み、前記複数の接合層は前記コネクタ部の底面の周りに沿って互いに離隔して配置される。

前記連結電極部は第１連結電極および前記第１連結電極と離隔した第２連結電極を含み、前記第１連結電極は第１－１連結電極領域および第１－２連結電極領域に分岐され、前記第２連結電極は第２－１連結電極領域および第２－２連結電極領域に分岐され、前記第１－１連結電極領域、前記第１－２連結電極領域、前記第２－１連結電極領域および前記第２－２連結電極領域それぞれには前記複数の接合層が配置され得る。

前記コネクタ部は複数のコネクタを含み、前記第１－１連結電極領域、前記第１－２連結電極領域、前記第２－１連結電極領域および前記第２－２連結電極領域それぞれには各コネクタが配置され得る。

前記複数の接合層と前記熱電素子の外郭間の第１方向の最短距離は前記複数の接合層と前記熱電素子の外郭間の第２方向の最短距離より短く、前記第１方向は前記熱電素子に前記連結電極部が連結される方向であり、前記第２方向は前記第１方向に垂直な方向であり得る。

前記コネクタ部の底面のうち一部は凹んだ形状を有する領域を含み、前記複数の接合層のうち一つの接合層は前記凹んだ形状を有する領域に対応するように配置され得る。

前記凹んだ形状は前記一つの接合層の内側面と外側面間に配置され得る。

前記複数の接合層のうち少なくとも一つの外側面は前記コネクタ部の底面の外側に配置され得る。

前記複数の接合層のうち少なくとも一つの内側面と前記コネクタ部の底面の外側間の距離は前記複数の接合層のうち少なくとも一つの外側面と前記コネクタ部の底面の外側間の距離より大きくもよい。

前記コネクタ部に連結される電線部をさらに含み、前記コネクタ部は前記電線部が固定される第１電線固定部材および前記第１電線固定部材を収容するフレームを含み、前記第１電線固定部材は前記電線部の着脱時に前記フレームの第１壁面および前記第１壁面に対向する前記フレームの第２壁面のうち少なくとも一つに向かう方向に移動し、前記複数の接合層は前記第１壁面から延びた第１底面と前記連結電極部間に配置された第１接合層、および前記第２壁面から延びて前記第１底面と離隔した第２底面と前記連結電極部間に配置された第２接合層を含むことができる。

前記連結電極部および前記第１電線固定部材の間は互いに離隔した前記第１接合層および前記第２接合層間で離隔するように配置され得る。

前記複数の接合層は前記フレームの電線進入口から延びた第３底面と前記連結電極部間に配置された第３接合層および前記電線進入口に対向する第３壁面から延びて前記第３底面と離隔した第４底面と前記連結電極部間に配置された第４接合層をさらに含むことができる。

前記コネクタ部は前記第３底面から延びた第２電線固定部材をさらに含み、前記連結電極部および前記第２電線固定部材は互いに離隔した前記第３接合層および前記第４接合層間で離隔するように配置され得る。

前記複数の接合層の総面積は前記第１底面、前記第２底面、前記第３底面および前記第４底面の総面積の８０～１２０％であり得る。

前記複数の接合層の厚さは０．０８～０．１ｍｍであり得る。

前記熱電素子は第１基板、前記第１基板上に配置された第１絶縁層、前記第１絶縁層上に配置された複数の第１電極、前記複数の第１電極上に配置された複数のＰ型熱電レッグおよび複数のＮ型熱電レッグ、前記複数のＰ型熱電レッグおよび複数のＮ型熱電レッグ上に配置された複数の第２電極、前記複数の第２電極上に配置された第２絶縁層および前記第２絶縁層上に配置された第２基板を含み、前記連結電極部は前記第１基板上で前記複数の第１電極の側面に配置され、前記複数の第１電極と前記複数のＰ型熱電レッグおよび複数のＮ型熱電レッグの間に接合層がさらに配置され得る。

前記連結電極部と前記コネクタ部間に配置された前記複数の接合層の厚さと前記複数の第１電極と前記複数のＰ型熱電レッグおよび複数のＮ型熱電レッグの間に配置された前記接合層の厚さはそれぞれ０．８～０．１ｍｍであり得る。

前記複数の接合層はソルダー層であり得る。

本発明の実施例によると、発電性能に優れた発電装置を得ることができる。特に、本発明の実施例によると、使われる部品数および占める体積を減らして組立が簡単でありながらも発電性能に優れた発電装置を得ることができる。

また、本発明の実施例によると、熱電素子への熱伝達効率が改善された発電装置を得ることができる。また、本発明の実施例によると、発電装置の個数を調節して発電容量を調節することができる。

また、本発明の実施例によると、第２流体と熱電モジュールの放熱フィンが接触する面積を最大化させることができ、これに伴い、発電効率を最大化させることができる。

また、本発明の実施例によると、シールド部材と熱電モジュールおよびコネクタ間絶縁性能を高めることができる。

また、本発明の実施例によると、性能が優秀で、信頼性が高い熱電素子を得ることができる。特に、本発明の実施例によると、電極と熱電レッグの間で要求されるソルダーの印刷厚さと連結電極とコネクタの間で要求されるソルダーの印刷厚さをすべて満足させることができるコネクタの接合構造を得ることができる。

本発明の一実施例に係る発電装置の斜視図である。 本発明の一実施例に係る発電装置の分解斜視図である。 本発明の一実施例に係る発電装置でシールド部材を除去した状態の上面図である。 本発明の一実施例に係る発電装置の一部拡大図である。 本発明の一実施例に係る熱電素子の断面図である。 本発明の一実施例に係る熱電素子の斜視図である。 本発明の一実施例に係るシールド部材を含む発電装置の一部斜視図である。 本発明の一実施例に係るシールド部材を含む発電装置のシールド部材付近の断面図である。 本発明の一実施例に係る第１絶縁層の配置構造を示す上面図である。 本発明の他の実施例に係る第１絶縁層の配置構造を示す上面図である。 本発明のさらに他の実施例に係る第１絶縁層の配置構造を示す上面図である。 図９～図１１の実施例に係る第１絶縁層の配置構造の断面図である。 本発明のさらに他の実施例に係る第１絶縁層の配置構造を示す上面図である。 図１３の実施例に係る第１絶縁層の配置構造の断面図である。 本発明の実施例により第２絶縁層が配置された第１シールド部材の上面図である。 本発明の実施例により第２絶縁層が配置された第１シールド部材の断面図である。 本発明の実施例に係る熱電素子に含まれる基板および電極の上面図である。 本発明の実施例に係る熱電素子上にヒートシンクが配置された熱電モジュールの斜視図である。 本発明の実施例により連結電極部上に配置されたコネクタおよびコネクタに連結された電線の斜視図である。 発明の実施例に係るコネクタの上面図である。 本発明の実施例に係るコネクタに電線が連結された状態の背面斜視図である。 本発明の一実施例により連結電極上に配置される接合層のパターンの一例である。

以下、添付された図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。

ただし、本発明の技術思想は説明される一部の実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現され得、本発明の技術思想範囲内であれば、実施例間にその構成要素のうち一つ以上を選択的に結合、置き換えて使うことができる。

また、本発明の実施例で使われる用語（技術および科学的用語を含む）は、明白に特に定義されて記述されない限り、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に一般的に理解され得る意味で解釈され得、辞書に定義された用語のように一般的に使われる用語は関連技術の文脈上の意味を考慮してその意味を解釈することができるであろう。

また、本発明の実施例で使われた用語は実施例を説明するためのものであって、本発明を制限しようとするものではない。

本明細書で、単数型は文面で特に言及しない限り複数型も含むことができ、「Ａおよび（と）Ｂ、Ｃのうち少なくとも一つ（または一つ以上）」と記載される場合、Ａ、Ｂ、Ｃで組み合わせできるすべての組み合わせのうち一つ以上を含むことができる。

また、本発明の実施例の構成要素を説明するにあたって、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）等の用語を使うことができる。

このような用語はその構成要素を他の構成要素と区別するためのものに過ぎず、その用語によって該当構成要素の本質や順番または順序などに限定されない。

そして、或る構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」または「接続」されると記載された場合、その構成要素はその他の構成要素に直接的に連結、結合または接続される場合だけでなく、その構成要素とその他の構成要素の間にあるさらに他の構成要素によって「連結」、「結合」または「接続」される場合も含むことができる。

また、各構成要素の「上（うえ）または下（した）」に形成または配置されるものと記載される場合、上（うえ）または下（した）は二つの構成要素が互いに直接接触する場合だけでなく、一つ以上のさらに他の構成要素が二つの構成要素の間に形成または配置される場合も含む。また、「上（うえ）または下（した）」で表現される場合、一つの構成要素を基準として上側方向だけでなく下側方向の意味も含むことができる。

図１は本発明の一実施例に係る発電装置の斜視図であり、図２は本発明の一実施例に係る発電装置の分解斜視図であり、図３は本発明の一実施例に係る発電装置でシールド部材を除去した状態の上面図であり、図４は本発明の一実施例に係る発電装置の一部拡大図である。

図１～図４を参照すると、発電装置１０００はダクト１１００、第１熱電モジュール１２００、第２熱電モジュール１３００および分岐部１４００を含む。複数個の発電装置１０００は所定間隔で離隔するように平行するように配置されて発電システムをなしてもよい。図示されてはいないが、所定間隔で離隔するように配置された二つの発電装置１０００の間を第２流体が通過することができる。例えば、一つの発電装置１０００の第２熱電モジュール１３００および隣り合う他の発電装置１０００の第１熱電モジュール１２００が所定間隔で離隔するように平行するように配置され、これらの間を第２流体が通過することができる。

本発明の実施例に係る発電装置１０００は、ダクト１１００の内部を通じて流れる第１流体およびダクト１１００の外部を通過する第２流体間の温度差を利用して電力を生産することができる。本明細書で、ダクト１１００の内部を通じて流れる第１流体の温度はダクト１１００の外部に配置された熱電モジュール１２００、１３００の放熱フィンを通過する第２流体の温度より低くてもよい。これに伴い、本明細書で、ダクト１１００は冷却部と指称され得る。

このために、第１熱電モジュール１２００は冷却部１１００の第１面１１１０に配置され、第２熱電モジュール１３００は冷却部１１００の第１面１１１０に対向する第２面に配置され得る。この時、第１熱電モジュール１２００と第２熱電モジュール１３００それぞれの両面のうち、冷却部１１００に向かうように配置される面が低温部となり、低温部と高温部間の温度差を利用して電力を生産することができる。冷却部１１００の第１面１１１０および第２面に垂直に配置された第３面１１３０には分岐部１４００が配置され得、第２流体は分岐部１４００によって分岐されて第１熱電モジュール１２００および第２熱電モジュール１３００上で流れることができる。

冷却部１１００内に流入する第１流体は水であり得るが、これに制限されるものではなく、冷却性能がある多様な種類の流体であり得る。冷却部１１００に流入する第１流体の温度は１００℃未満、好ましくは５０℃未満、さらに好ましくは４０℃未満であり得るが、これに制限されるものではない。冷却部１１００を通過した後に排出される第１流体の温度は冷却部１１００に流入する第１流体の温度より高くてもよい。

第１流体は冷却部１１００の流体流入口から流入して流体排出口を通じて排出される。第１流体の流入および排出を容易にし、冷却部１１００を支持するために、冷却部１１００の流体流入口側および流体排出口側にはそれぞれ流入口フランジ（図示されず）および排出口フランジ（図示されず）がさらに配置され得る。または冷却部１１００の第１面１１１０、第２面および第３面１１３０に垂直に配置された第４面１１４０には複数の流体流入口（図示されず）が形成され、第４面１１４０に対向する第６面１１６０には複数の流体排出口１１６２が形成され得る。複数の流体流入口および流体排出口１１６２は冷却部１１００内の複数の流体通過管（図示されず）と連結され得る。これに伴い、各流体流入口に流入した第１流体は各流体通過管を通過した後に各流体排出口１１６２から排出され得る。これによると、第１流体の流量が冷却部１１００の内部を充満させる程度に充分でなかったり、冷却部１１００の表面積が広くなっても第１流体が冷却部１１００内に均一に分散され得るため、冷却部１１００の全面に対して均一な熱電変換効率を得ることが可能であり、流入口フランジおよび排出口フランジを省略することが可能である。

この時、各流体流入口は第１フィッティング部材（図示されず）を通じて流体流入管１１８２と連結され得、各流体排出口１１６２は第２フィッティング部材（図示されず）を通じて流体排出管１１９２と連結され得る。

ここで、流体流入管１１８２および流体排出管１１９２は冷却部１１００の第４面１１４０および第６面１１６０から突出するように配置され得る。

図示されてはいないが、冷却部１１００の内壁には放熱フィンが配置され得る。放熱フィンの形状、個数および冷却部１１００の内壁を占める面積などは、第１流体の温度、第２流体の温度、要求される発電容量などによって多様に変更され得る。放熱フィンが冷却部１１００の内壁を占める面積は、例えば冷却部１１００の断面積の１～４０％であり得る。これによると、第１流体の流動を妨げないながらも、高い熱電変換効率を得ることが可能である。この時、放熱フィンは第１流体の流動を妨げない形状を有することができる。例えば、放熱フィンは第１流体が流れる方向に沿って形成され得る。すなわち、放熱フィンは流体流入口から流体排出口に向かう方向に延びたプレート形状であり得、複数の放熱フィンは所定の間隔で離隔するように配置され得る。放熱フィンは冷却部１１００の内壁と一体に形成されてもよい。

一方、第１熱電モジュール１２００は冷却部１１００の第１面１１１０上に配置され、第２熱電モジュール１３００は冷却部１１００の第２面上で第１熱電モジュール１２００に対称となるように配置される。

第１熱電モジュール１２００および第２熱電モジュール１３００はスクリューを利用して冷却部１１００と締結され得る。これに伴い、第１熱電モジュール１２００および第２熱電モジュール１３００は冷却部１１００の表面に安定的に結合することができる。または第１熱電モジュール１２００および第２熱電モジュール１３００のうち少なくとも一つは、熱伝達物質（ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｍａｔｅｒｉａｌ、ＴＩＭ）を利用してダクト１１００の表面に接着されてもよい。ここで、熱伝達物質（ＴＩＭ）は熱伝達性能および接着性能を有する物質であり、例えばエポキシ樹脂およびシリコン樹脂のうち少なくとも一つおよび無機物を含む樹脂組成物であり得る。ここで、無機物はアルミニウム、ホウ素、ケイ素などの酸化物、炭化物または窒化物であり得る。

一方、第１熱電モジュール１２００および第２熱電モジュール１３００それぞれは、第１面１１１０および第２面それぞれに配置された熱電素子１２１０、１３１０および熱電素子１２１０、１３１０に配置された放熱フィン１２２０、１３２０を含む。このように、熱電素子１２１０、１３１０の両面のうち一面に第１流体が流れる冷却部１１００が配置され、他面に放熱フィン１２２０、１３２０が配置され、放熱フィン１２２０、１３２０を通じて第２流体が通過すれば、熱電素子１２１０、１３１０の吸熱面と放熱面間の温度差を大きくすることができ、これに伴い、熱電変換効率を上げることができる。この時、第１流体が流れる方向と第２流体が流れる方向は異なり得る。例えば、第１流体が流れる方向と第２流体が流れる方向は略垂直であり得る。この時、発電装置に流入する第２流体の温度は発電装置の熱電モジュールに含まれた放熱フィンを通過した後に排出される第２流体の温度より高い。例えば、発電装置に流入する第２流体は自動車、船舶などのエンジンから発生する廃熱であり得るが、これに制限されるものではない。例えば、発電装置に流入する第２流体の温度は１００℃以上、好ましくは２００℃以上、さらに好ましくは２２０℃～２５０℃であり得るが、これに制限されるものではない。

この時、図４を参照すると、放熱フィン１２２０、１３２０と熱電素子１２１０、１３１０は複数の締結部材１２３０、１３３０によって締結され得る。このために、放熱フィン１２２０、１３２０と熱電素子１２１０、１３１０の少なくとも一部には、締結部材１２３０、１３３０が貫通する貫通ホールＳが形成され得る。ここで、貫通ホールＳと締結部材１２３０、１３３０の間には別途の絶縁体１２４０、１３４０がさらに配置され得る。別途の絶縁体１２４０、１３４０は締結部材１２３０、１３３０の外周面を囲む絶縁体または貫通ホールＳの壁面を囲む絶縁体であり得る。例えば、絶縁体１２４０、１３４０はリング状であり得る。リング状を有する絶縁体１２４０、１３４０の内周面は締結部材１２３０、１３３０の外周面に配置され、絶縁体１２４０、１３４０の外周面は貫通ホールＳの内周面に配置され得る。これによると、締結部材１２３０、１３３０と放熱フィン１２２０、１３２０および熱電素子１２１０、１３１０の間が絶縁され得る。

この時、熱電素子１２１０、１３１０の構造は図５～６に例示された熱電素子１００の構造を有することができる。図５～図６を参照すると、熱電素子１００は下部基板１１０、下部電極１２０、Ｐ型熱電レッグ１３０、Ｎ型熱電レッグ１４０、上部電極１５０および上部基板１６０を含む。

下部電極１２０は下部基板１１０とＰ型熱電レッグ１３０およびＮ型熱電レッグ１４０の下部底面間に配置され、上部電極１５０は上部基板１６０とＰ型熱電レッグ１３０およびＮ型熱電レッグ１４０の上部底面間に配置される。これに伴い、複数のＰ型熱電レッグ１３０および複数のＮ型熱電レッグ１４０は下部電極１２０および上部電極１５０によって電気的に連結される。下部電極１２０と上部電極１５０の間に配置され、電気的に連結される一対のＰ型熱電レッグ１３０およびＮ型熱電レッグ１４０は単位セルを形成することができる。

例えば、口出し線１８１、１８２を通じて下部電極１２０および上部電極１５０に電圧を印加すると、ペルティエ効果によってＰ型熱電レッグ１３０からＮ型熱電レッグ１４０に電流が流れる基板は熱を吸収して冷却部として作用し、Ｎ型熱電レッグ１４０からＰ型熱電レッグ１３０に電流が流れる基板は加熱して発熱部として作用することができる。または下部電極１２０および上部電極１５０間に温度差を加えると、ゼーベック効果によってＰ型熱電レッグ１３０およびＮ型熱電レッグ１４０内の電荷が移動し、電気が発生することもある。

ここで、Ｐ型熱電レッグ１３０およびＮ型熱電レッグ１４０はビズマス（Ｂｉ）およびテルル（Ｔｅ）を主原料で含むビスマステルライド（Ｂｉ－Ｔｅ）系熱電レッグであり得る。Ｐ型熱電レッグ１３０はアンチモン（Ｓｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｂ）、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、テルル（Ｔｅ）、ビズマス（Ｂｉ）およびインジウム（Ｉｎ）のうち少なくとも一つを含むビスマステルライド（Ｂｉ－Ｔｅ）系熱電レッグであり得る。例えば、Ｐ型熱電レッグ１３０は全体重量１００ｗｔ％に対して主原料物質であるＢｉ－Ｓｂ－Ｔｅを９９～９９．９９９ｗｔ％で含み、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｂ）、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）およびインジウム（Ｉｎ）のうち少なくとも一つを０．００１～１ｗｔ％で含むことができる。Ｎ型熱電レッグ１４０はセレニウム（Ｓｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｂ）、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、テルル（Ｔｅ）、ビズマス（Ｂｉ）およびインジウム（Ｉｎ）のうち少なくとも一つを含むビスマステルライド（Ｂｉ－Ｔｅ）系熱電レッグであり得る。例えば、Ｎ型熱電レッグ１４０は全体重量１００ｗｔ％に対して主原料物質であるＢｉ－Ｓｅ－Ｔｅを９９～９９．９９９ｗｔ％で含み、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｂ）、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）およびインジウム（Ｉｎ）のうち少なくとも一つを０．００１～１ｗｔ％で含むことができる。本明細書で熱電レッグは半導体構造物、半導体素子、半導体材料層、半導体物質層、半導体素材層、導電性半導体構造物、熱電構造物、熱電材料層、熱電物質層、熱電素材層などで指称されてもよい。

Ｐ型熱電レッグ１３０およびＮ型熱電レッグ１４０はバルク型または積層型で形成され得る。一般的にバルク型Ｐ型熱電レッグ１３０またはバルク型Ｎ型熱電レッグ１４０は熱電素材を熱処理してインゴット（ｉｎｇｏｔ）を製造し、インゴットを粉砕して篩い分けして熱電レッグ用粉末を取得した後にこれを焼結し、焼結体をカッティングする過程を通じて得られ得る。この時、Ｐ型熱電レッグ１３０およびＮ型熱電レッグ１４０は多結晶熱電レッグであり得る。このように、Ｐ型熱電レッグ１３０およびＮ型熱電レッグ１４０は多結晶熱電レッグである場合、Ｐ型熱電レッグ１３０およびＮ型熱電レッグ１４０の強度が高くなり得る。積層型Ｐ型熱電レッグ１３０または積層型Ｎ型熱電レッグ１４０は、シート状の基材上に熱電素材を含むペーストを塗布して単位部材を形成した後、単位部材を積層しカッティングする過程を通じて得られ得る。

この時、一対のＰ型熱電レッグ１３０およびＮ型熱電レッグ１４０は同一の形状および体積を有したり、互いに異なる形状および体積を有することができる。例えば、Ｐ型熱電レッグ１３０とＮ型熱電レッグ１４０の電気伝導特性が異なるため、Ｎ型熱電レッグ１４０の高さまたは断面積をＰ型熱電レッグ１３０の高さまたは断面積と異なるように形成してもよい。

この時、Ｐ型熱電レッグ１３０またはＮ型熱電レッグ１４０は円筒状、多角柱状、楕円形柱状などを有することができる。

本発明の一実施例に係る熱電素子の性能は熱電性能指数（ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ ｍｅｒｉｔ、ＺＴ）で示すことができる。熱電性能指数（ＺＴ）は数式１のように示すことができる。

ここで、αはゼーベック係数［Ｖ／Ｋ］であり、σは電気伝導度［Ｓ／ｍ］であり、α^２σはパワー因子（Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ、［Ｗ／ｍＫ^２］）である。そして、Ｔは温度、ｋは熱伝導度［Ｗ／ｍＫ］である。ｋはａ・ｃｐ・ρで示すことができ、ａは熱拡散度［ｃｍ^２／Ｓ］、ｃｐは比熱［Ｊ／ｇＫ］、ρは密度［ｇ／ｃｍ^３］である。

熱電素子の熱電性能指数を得るために、Ｚメーターを利用してＺ値（Ｖ／Ｋ）を測定し、測定したＺ値を利用して熱電性能指数（ＺＴ）を計算することができる。

ここで、下部基板１１０とＰ型熱電レッグ１３０およびＮ型熱電レッグ１４０の間に配置される下部電極１２０、および上部基板１６０とＰ型熱電レッグ１３０およびＮ型熱電レッグ１４０の間に配置される上部電極１５０は銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）およびニッケル（Ｎｉ）のうち少なくとも一つを含み、０．０１ｍｍ～０．３ｍｍの厚さを有することができる。下部電極１２０または上部電極１５０の厚さが０．０１ｍｍ未満の場合、電極として機能が低下して電気導電性能が低くなり得、０．３ｍｍを超過する場合、抵抗の増加によって伝導効率が低下し得る。

そして、相互に対向する下部基板１１０と上部基板１６０は金属基板であり得、その厚さは０．１ｍｍ～１．５ｍｍであり得る。金属基板の厚さが０．１ｍｍ未満であるか、１．５ｍｍを超過する場合、放熱特性または熱伝導率が過度に高くなり得るため、熱電素子の信頼性が低下し得る。また、下部基板１１０と上部基板１６０が金属基板である場合、下部基板１１０と下部電極１２０の間および上部基板１６０と上部電極１５０の間にはそれぞれ絶縁層１７０がさらに形成され得る。絶縁層１７０は１～２０Ｗ／ｍＫの熱伝導度を有する素材を含むことができる。この時、絶縁層１７０はエポキシ樹脂およびシリコン樹脂のうち少なくとも一つと無機物を含む樹脂組成物であるか、シリコンと無機物を含むシリコン複合体からなる層であるか、酸化アルミニウム層であり得る。ここで、無機物はアルミニウム、ホウ素、ケイ素などの酸化物、窒化物および炭化物のうち少なくとも一つであり得る。

この時、下部基板１１０と上部基板１６０の大きさは異なるように形成されてもよい。すなわち、下部基板１１０と上部基板１６０のうち一つの体積、厚さまたは面積は他の一つの体積、厚さまたは面積より大きく形成され得る。ここで、厚さは下部基板１１０から上部基板１６０に向かう方向に対する厚さであり得、面積は基板１１０から上部基板１６０に向かう方向に垂直な方向に対する面積であり得る。これに伴い、熱電素子の吸熱性能または放熱性能を高めることができる。好ましくは、下部基板１１０の体積、厚さまたは面積は上部基板１６０の体積、厚さまたは面積のうち少なくとも一つより大きく形成され得る。この時、下部基板１１０はゼーベック効果のために高温領域に配置される場合、ペルティエ効果のために発熱領域に適用される場合、または後述する熱電素子の外部環境から保護のためのシーリング部材が下部基板１１０上に配置される場合に、上部基板１６０より体積、厚さまたは面積のうち少なくとも一つをさらに大きくすることができる。この時、下部基板１１０の面積は上部基板１６０の面積対比１．２～５倍の範囲で形成することができる。下部基板１１０の面積が上部基板１６０に比べて１．２倍未満に形成される場合は熱伝達効率の向上に及ぼす影響は高くなく、５倍を超過する場合にはかえって熱伝達効率が顕著に落ち、熱電モジュールの基本形状を維持することが困難であり得る。

また、下部基板１１０と上部基板１６０のうち少なくとも一つの表面には放熱パターン、例えば凹凸パターンが形成されてもよい。これに伴い、熱電素子の放熱性能を高めることができる。凹凸パターンがＰ型熱電レッグ１３０またはＮ型熱電レッグ１４０と接触する面に形成される場合、熱電レッグと基板間の接合特性も向上し得る。熱電素子１００は下部基板１１０、下部電極１２０、Ｐ型熱電レッグ１３０、Ｎ型熱電レッグ１４０、上部電極１５０および上部基板１６０を含む。

図示されてはいないが、下部基板１１０と上部基板１６０の間にはシーリング部材がさらに配置されてもよい。シーリング部材は下部基板１１０と上部基板１６０の間で下部電極１２０、Ｐ型熱電レッグ１３０、Ｎ型熱電レッグ１４０および上部電極１５０の側面に配置され得る。これに伴い、下部電極１２０、Ｐ型熱電レッグ１３０、Ｎ型熱電レッグ１４０および上部電極１５０は外部の湿気、熱、汚染などからシーリングされ得る。

この時、冷却部１１００上に配置される下部基板１１０はアルミニウム基板であり得、アルミニウム基板は第１面１１１０および第２面それぞれと熱伝達物質（ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｍａｔｅｒｉａｌ、ＴＩＭ）によって接着され得る。アルミニウム基板は熱伝達性能が優秀であるため、熱電素子１２１０、１３１０の両面のうち一面と第１流体が流れる冷却部１１００間の熱伝達が容易である。また、アルミニウム基板と第１流体が流れる冷却部１１００が熱伝達物質（ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｍａｔｅｒｉａｌ、ＴＩＭ）によって接着されると、アルミニウム基板と第１流体が流れる冷却部１１００間の熱伝達が妨害を受けないことができる。

一方、本発明の実施例によると、冷却部１１００の第１面１１１０に配置される第１熱電モジュール１２００は複数個であり得、冷却部１１００の第２面に配置される第２熱電モジュール１３００は複数個であり得る。要求される発電量によって熱電モジュールの大きさおよび個数を調節することができる。

この時、冷却部１１００の第１面１１１０に配置された複数の第１熱電モジュール１２００の少なくとも一部は電気的に互いに連結され、冷却部１１００の第２面に配置された複数の第２熱電モジュール１３００の少なくとも一部は電気的に互いに連結され得る。このために、各熱電素子に含まれた複数の電極のうち一部に電線が連結されて各熱電素子の外部に引き出され、引き出された電線は各熱電素子の外部に配置されたコネクタに連結され得る。

一方、電線およびコネクタは外部の熱または湿気に脆弱であり、放熱フィンを通過する第２流体が電線およびコネクタに直接接触する場合、電線およびコネクタが損傷する恐れがある。このため、本発明の実施例に係る発電装置は電線およびコネクタをカバーするためのシールド部材をさらに含むことができる。ただし、シールド部材が熱電モジュールの間に配置される場合、シールド部材が第２流体の流路を妨害することもある。本発明の実施例では、第２流体の流路を妨げないながらも電線およびコネクタをカバーできるシールド部材の構造を提供しようとする。

本発明の実施例に係る発電装置は、複数の第１熱電モジュール１２００のうち隣り合う二つの第１熱電モジュール１２００－１、１２００－２の間に配置された第１シールド部材２１００および複数の第２熱電モジュール１３００のうち隣り合う二つの第２熱電モジュール１３００のうち隣り合う二つの第２熱電モジュール１３００－１、１３００－２の間に配置された第２シールド部材２２００を含むことができる。

図７は本発明の一実施例に係るシールド部材を含む発電装置の一部斜視図であり、図８は図７の発電装置のＲ領域の断面図である。

図１～図６で説明した内容と同一の内容については重複した説明を省略する。説明の便宜のために、冷却部の第１面に配置された複数の第１熱電モジュール間の第１シールド部材を例にして説明するが、同一の構造が第２シールド部材にも適用され得る。

図１～図３および図７～図８を参照すると、冷却部１１００の第１面１１１０上に複数の第１熱電モジュール１２００が配置される。複数の第１熱電モジュール１２００それぞれは、第１面１１１０上に配置された熱電素子１２１０および熱電素子１２１０上に配置された放熱フィン１２２０を含む。そして、コネクタ４００は各第１熱電モジュール１２００の熱電素子１２１０に連結された連結電極（図示されず）上に配置され、コネクタ４００には電線３００が連結される。ここで、電線３００は図６の口出し線１８１、１８２に対応することができる。

本発明の実施例によると、一つの第１熱電モジュール１２００－１と隣り合う他の第１熱電モジュール１２００－２の間に第１シールド部材２１００が配置され、第１シールド部材２１００は一つの第１熱電モジュール１２００－１と隣り合う他の第１熱電モジュール１２００－２間の電線３００およびコネクタ４００をカバーすることができる。これに伴い、冷却部１１００の第１面１１１０と第１シールド部材２１００の間には電線３００およびコネクタ４００が配置され得る。

この時、冷却部１１００の第１面１１１０と第１シールド部材２１００の間には断熱部材３０００がさらに配置されてもよい。これによると、冷却部１１００内の第１流体と第１シールド部材２１００上の第２流体間の断熱が維持され得るため、熱電モジュールの低温部および高温部間の温度差を最大化することができ、発電装置の発電性能を高めることができる。

これに伴い、本発明の実施例に係る発電装置を通過する第２流体は、隣り合う二つの第１熱電モジュール１２００－１、１２００－２のうち一つの第１熱電モジュール１２００－１の第１放熱フィン１２２０－１、第１シールド部材２１００および隣り合う二つの第１熱電モジュール１２００－１、１２００－２のうち他の一つの第１熱電モジュール１２００－２の第２放熱フィン１２２０－２を順次通過するように流れることができる。第２流体が流れる方向は、冷却部１１００に第１流体が流入し排出される第１方向に垂直な第２方向であり得る。

本明細書で、説明の便宜のために第１シールド部材２１００を中心に説明するが、同じ構造が第２シールド部材２２００にも適用され得る。第１シールド部材２１００は結合部材１９００を利用して冷却部１１００と結合され得る。この時、第１シールド部材２１００、冷却部１１００および第２シールド部材２２００を共に結合するために、複数の結合部材１９００は第１シールド部材２１００および第２シールド部材２２００に対称に配置され得、冷却部１１００および断熱部材３０００には結合部材１９００が貫通するための貫通ホールｈが形成され得る。

この時、本発明の実施例に係る第１シールド部材２１００は第１面２１１０および第１面２１１０より高い高さを有する第２面２１２０を含む。そして、第１シールド部材２１００は第１面２１１０の高さより高い高さを有し、第２面２１２０の高さより低い高さを有する第３面２１３０をさらに含むことができる。

この時、第１面２１１０は放熱フィン１２２０の底面１２２２と同一であるか底面１２２２より低い高さで配置され得る。第１シールド部材２１００が互いに隣り合う二つの第１熱電モジュール１２００－１、１２００－２の間に配置される場合、第１シールド部材２１００の第１面２１１０は互いに隣り合う二つの第１熱電モジュール１２００－１、１２００－２の間で対称となるように形成され得る。これによると、第１放熱フィン１２２０－１を通過した第２流体は流れに妨害を受けずに、第１シールド部材２１００に沿って第２放熱フィン１２２０－２に流入することができる。

そして、第３面２１３０は電線３００より高い高さで配置され、第２面２１２０は電線３００およびコネクタ４００より高い高さで配置され得る。例えば、第２面２１２０の最大高さは放熱フィン１２２０の底面１２２２から放熱フィン１２２０の底面１２２２と上面１２２４間の高さの差（Ｈ）の０．２５倍、好ましくは０．２倍、さらに好ましくは０．１８倍以下となるように配置され得る。これによると、第１放熱フィン１２２０－１および第２放熱フィン１２２０－２が第２面２１２０によって遮られる面積を最小化できるため、第２流体の流れが妨害を受けないことができる。

この時、第３面２１３０の面積は第２面２１２０の面積より広くてもよい。すなわち、第２面２１２０はコネクタ４００をカバーするように形成され、第１面２１１０および第２面２１２０を除いたすべての領域は第３面２１３０となり得る。第１面２１１０は第１放熱フィン１２２０－１および第２放熱フィン１２２０－２にそって形成され得る。そして、第２面２１２０－１は一つの第１熱電モジュール１２００－１に連結される第１極性および第２極性のうち一つの電線が連結される第１コネクタ４００－１および他の一つの第１熱電モジュール１２００－２に連結される第１極性および第２極性のうち一つの電線が連結される第２コネクタ４００－５をカバーするように形成され得る。そして、第２面２１２０－２は一つの第１熱電モジュール１２００－１に連結される第１極性および第２極性のうち他の一つの電線が連結される第３コネクタ４００－２および他の一つの第１熱電モジュール１２００－２に連結される第１極性および第２極性のうち他の一つの電線が連結される第４コネクタ４００－６をカバーするように形成され得る。このように、第２面２１２０は互いに離隔する複数の第２面２１２０－１、２１２０－２を含むことができる。ここで、第１コネクタおよび第２コネクタは一つのコネクタまたは別途のコネクタであり得、第３コネクタおよび第４コネクタは一つのコネクタまたは別途のコネクタであり得る。

そして、第１シールド部材２１００の第１面２１１０および第２面２１２０を除いた領域はすべて第３面２１３０であり得る。第２面２１２０が互いに離隔する複数の第２面を含む場合、互いに離隔する二つの第２面２１２０－１、２１２０－２の間には第３面２１３０が配置され得る。これによると、第２面２１２０の面積を最小化できるため、第１シールド部材２１００が第１放熱フィン１２２０－１から第２放熱フィン１２２０－２までの第２流体の流路を妨害しないことができる

一方、本発明の実施例によると、第１面２１１０と第３面２１３０を連結する第１連結面２１４０および第３面２１３０と第２面２１２０を連結する第２連結面２１５０を含む。

ここで、第１連結面２１４０は第１面２１１０に対して０°より大きく９０°より小さい角度θ１、好ましくは１０°より大きく７５°より小さい角度、さらに好ましくは２０°より大きく６０°より小さい角度で傾斜することができる。これと同様に、第２連結面２１５０は第２面２１２０に対して０°より大きく９０°より小さい角度θ２、好ましくは１０°より大きく７５°より小さい角度、さらに好ましくは２０°より大きく６０°より小さい角度で傾斜することができる。これによると、第１放熱フィン１２２０－１を通過した気体が大きな抵抗なしに第１シールド部材２１００に沿って第２放熱面１２２０－２に流入することができる。

一方、互いに離隔する二つの第２面２１２０－１、２１２０－２の間に第３面２１３０が配置される場合、第２連結面２１５０－１は第３面２１３０と第２面２１２０－１を連結し、第２連結面２１５０－２は第３面２１３０と第２面２１２０－２を連結するように対称に配置され得る。

一方、本発明の実施例の発電装置によると、冷却部１１００の第１面１１１０の第１領域Ａ１に第１熱電モジュール１２００が配置され、冷却部１１００の第１面１１１０の第２領域Ａ２に第１熱電モジュール１２００に連結されるコネクタ４００が配置され、冷却部１１００の第１面１１１０の第２領域Ａ２に断熱部材３０００が配置される。そして、冷却部１１００の第２面１１１０の第２領域Ａ２には断熱部材３０００およびコネクタ４００を覆うように第１シールド部材２１００が配置され得る。

一般的に、断熱部材３０００がコネクタ４００を覆うように配置される場合、断熱部材３０００の高さが必要以上に高くなることになり、これに伴い、第１熱電モジュール１２００の第１ヒートシンク１２２０を通過する第２流体に流路抵抗が発生し得る。このような問題を解決するために、冷却部１１００の第１面１１１０を基準として断熱部材３０００の高さはコネクタ４００の高さより低く配置され得る。これによると、コネクタ４００の少なくとも一部が断熱部材３０００によってカバーされず、第１シールド部材２１００の第２面２１２０に露出され得る。すなわち、コネクタ４００と第１シールド部材２１００の第２面２１２０の内面の間には断熱部材３０００が配置されず、コネクタ４００の上面と第１シールド部材２１００の第２面２１２０の内面が互いに対向したり、互いに接触するように配置され得る。

例えば、断熱部材３０００は第１面１１１０の第２領域Ａ２上でコネクタ４００の側面に配置され得る。この時、断熱部材３０００はコネクタ４００と第１シールド部材２１００の間には配置されなくてもよい。すなわち、断熱部材３０００にはコネクタ４００が貫通するホールが形成されてもよい。これによると、断熱部材３０００によって第１シールド部材２１００の高さがさらに高くなるのではないので、断熱部材３０００が第２流体の流れに及ぼす影響を除去することができる。

一般的に、第１シールド部材２１００は耐熱性、費用および形合わせ性などの理由によって金属材質からなり得る。これと同様に、コネクタ４００は熱電素子の連結電極上に配置されるため、コネクタ４００の少なくとも一部は金属材質からなり得る。これに伴い、第１シールド部材２１００が断熱部材３０００およびコネクタ４００を覆うように配置される場合、第１シールド部材２１００とコネクタ４００の間には通電が発生し得る。

本発明の実施例によると、図８に図示された通り、コネクタ４００と第１シールド部材２１００の間に第１絶縁層５０００を配置しようとする。これに伴い、コネクタ４００と第１シールド部材２１００間の通電が防止され得る。図８でシールド部材２１００の第２面２１２０と第１絶縁層５０００の間が離隔するものとして図示されているが、これに制限されるものではなく、第１絶縁層５０００の少なくとも一部がシールド部材２１００の第２面２１２０に接触してもよい。

図９は本発明の一実施例に係る第１絶縁層の配置構造を示す上面図であり、図１０は本発明の他の実施例に係る第１絶縁層の配置構造を示す上面図であり、図１１は本発明のさらに他の実施例に係る第１絶縁層の配置構造を示す上面図であり、図１２は図９～図１１の実施例に係る第１絶縁層の配置構造の断面図である。

図９～図１２を参照すると、冷却部１１００の第２領域Ａ２上に断熱部材３０００および複数のコネクタ４００が配置され得る。断熱部材３０００には結合部材１９００が貫通するための貫通ホールｈが形成され得る。この時、冷却部１１００を基準として複数のコネクタ４００の高さは断熱部材３０００の高さより高くてもよい。一方、コネクタ４００は互いに離隔して配置される複数のコネクタを含むことができる。各第１熱電モジュール１２００は少なくとも２個のコネクタ４００に連結され得る。図３で例示した通り、冷却部１１００の第１面１１１０上に４個の第１熱電モジュール１２００－１、１２００－２、１２００－３、１２００－４が配置された場合、冷却部１１００の第１面１１１０の第２領域Ａ２には少なくとも８個のコネクタ４００が配置され得る。

この時、第１絶縁層５０００は複数のコネクタ４００上に配置され得る。これに伴い、複数のコネクタ４００および第１シールド部材２１００間の通電が防止され得る。

ここで、第１絶縁層５０００はポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ、ＰＩ）を含むことができる。これによると、耐火性、耐熱性および絶縁特性に優れた第１絶縁層を得ることができる。ここで、第１絶縁層５０００はポリイミドフィルム、ポリイミドテープ、ポリイミド樹脂、ゾル－ゲルポリイミド－シリカ複合体の形態を有することができる。そして、第１絶縁層５０００は１～１５μｍ、好ましくは３～１０μｍ、さらに好ましくは５～１０μｍの厚さを有することができる。第１絶縁層５０００の厚さがこのような数値範囲を満足する場合、耐火性、耐熱性および絶縁特性が優秀でありながらも第１絶縁層５０００の追加によって第２流体の流路抵抗が発生する問題を防止することができる。

このように、コネクタ４００と第１シールド部材２１００の間に第１絶縁層５０００がさらに配置される場合、コネクタ４００と第１シールド部材２１００間の通電を防止することができる。それだけでなく、第１絶縁層５０００が耐火性および耐熱性を有する場合、第１シールド部材２１００上を移動する高温の第２流体とコネクタ４００の間を断熱することもできる。

一方、第１絶縁層５０００はポリイミドの他にも、その他耐熱性高分子をさらに含むことができる。例えば、第１絶縁層５０００はポリアセタール、ポリカーボネート、アセタール共重合体、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ナイロン、ポリフェニレンスルフィド、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエステルスルホン、液晶ポリエステル、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、芳香族ポリエーテルケトン、ポリエーテルニトリル、ポリアリールエーテルケトン、ポリケトンスルフィド、ポリチオエーテルスルホン、ポリストリルピリミジンおよびポリアリールスルフィドからなるグループから選択された少なくとも一つをさらに含んでもよい。

一例として、図３および図９を参照すると、第１流体が通過する方向に互いに隣り合って配置される第１－１熱電モジュール１２００－１および第１－３熱電モジュール１２００－３で第１－１熱電モジュール１２００－１に連結された２個のコネクタ４００－１、４００－２および第１－３熱電モジュール１２００－に連結された２個のコネクタ４００－３、４００－４上には一つの第１絶縁層５０００－１が一体に配置され得る。これと同様に、第１流体が通過する方向に互いに隣り合って配置される第１－２熱電モジュール１２００－２および第１－４熱電モジュール１２００－４で第１－２熱電モジュール１２００－２に連結された２個のコネクタ４００－５、４００－６および第１－４熱電モジュール１２００－４に連結された２個のコネクタ４００－７、４００－８上には他の一つの第１絶縁層５０００－２が一体に配置され得る。この時、第１絶縁層５０００－１および第１絶縁層５０００－２は互いに離隔するように配置され得る。

他の例として、図３および図１０を参照すると、第２流体が通過する方向に互いに離隔して配置される第１－１熱電モジュール１２００－１および第１－２熱電モジュール１２００－２で第１－１熱電モジュール１２００－１に連結された２個のコネクタ４００－１、４００－２のうち一つ４００－１と第１－２熱電モジュール１２００－２に連結された２個のコネクタ４００－５、４００－６のうち一つ４００－５上には一つの第１絶縁層５０００－１が一体に配置され得る。これと同様に、第１－１熱電モジュール１２００－１に連結された２個のコネクタ４００－１、４００－２のうち他の一つ４００－２と第１－２熱電モジュール１２００－２に連結された２個のコネクタ４００－５、４００－６のうち他の一つ４００－６上には他の一つの第１絶縁層５０００－２が一体に配置され得る。この時、第１絶縁層５０００－１および第１絶縁層５０００－２は互いに離隔するように配置され得る。

さらに他の例として、図３および図１１を参照すると、第２流体が通過する方向に互いに離隔して配置される第１－１熱電モジュール１２００－１および第１－２熱電モジュール１２００－２で第１－１熱電モジュール１２００－１に連結された２個のコネクタ４００－１、４００－２および第１－２熱電モジュール１２００－２に連結された２個のコネクタ４００－５、４００－６上には一つの第１絶縁層５０００が一体に配置され得る。

このように、一つの第１絶縁層５０００が複数のコネクタ４００上に配置される場合、第１絶縁層５０００を配置する工程を簡素化することができる。

図１３は本発明のさらに他の実施例に係る第１絶縁層の配置構造を示す上面図であり、図１４は図１３の実施例に係る第１絶縁層の配置構造の断面図である。

図１３～図１４を参照すると、冷却部１１００の第２領域Ａ２上に断熱部材３０００および複数のコネクタ４００が配置され得る。この時、冷却部１１００を基準として複数のコネクタ４００の高さは断熱部材３０００の高さより高くてもよい。一方、コネクタ４００は互いに離隔して配置される複数のコネクタを含むことができる。各第１熱電モジュール１２００は少なくとも２個のコネクタ４００に連結され得る。図３で例示した通り、冷却部１１００の第１面１１１０上に４個の第１熱電モジュール１２００－１、１２００－２、１２００－３、１２００－４が配置された場合、冷却部１１００の第１面１１１０の第２領域Ａ２には少なくとも８個のコネクタ４００が配置され得る。

この時、第１絶縁層４０００はコネクタ４００ごとに配置され得る。

例えば、図３および図１３を参照すると、第２流体が通過する方向に互いに離隔して配置される第１－１熱電モジュール１２００－１および第１－２熱電モジュール１２００－２で第１－１熱電モジュール１２００－１に連結された２個のコネクタ４００－１、４００－２および第１－２熱電モジュール１２００－２に連結された２個のコネクタ４００－５、４００－６上にはコネクタごとに第１絶縁層５０００－１、…、５０００－４が配置され得る。

これによると、第１絶縁層５０００と断熱部材３０００の間の空き空間を最小化することができ、第１絶縁層５０００の材料費を節減できる。

一方、本発明のさらに他の実施例によると、熱電モジュールとシールド部材の側面の間に第２絶縁層がさらに配置されてもよい。

図１５は本発明の実施例により第２絶縁層が配置された第１シールド部材の上面図であり、図１６は本発明の実施例により第２絶縁層が配置された第１シールド部材の断面図である。

図１５～図１６を参照すると、第１熱電モジュール１２００と第１シールド部材２１００の側面の間には第２絶縁層６０００がさらに配置され得る。これによると、第１熱電モジュール１２００と第１シールド部材２１００間の接触による通電が防止され得る。

前述した通り、第１シールド部材２１００は第１面２１１０および第１面２１１０より高さが高い第２面２１２０を含み、コネクタ４００上に第２面２１２０が配置され得る。ここで、第２絶縁層６０００は第１シールド部材２１００の第１面２１１０の側面で第１シールド部材２１００の縁に沿って配置され得る。

この時、図１６（ａ）に図示された通り、第２絶縁層６０００は第１面２１１０の側面に配置され得る。ここで、第２絶縁層６０００の厚さは第１面２１１０の厚さと同一でもよく、第１面２１１０の厚さより大きくもよい。または図１６（ｂ）に図示された通り、第２絶縁層６０００は第１面２１１０の側面に配置されるものの、第１面２１１０の下面および第１面２１１０の上面のうち少なくとも一つへ延びるように配置されてもよい。この時、第２絶縁層６０００はポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ、ＰＩ）を含むことができる。これによると、耐火性、耐熱性および絶縁特性に優れた第２絶縁層を得ることができる。ここで、第２絶縁層６０００はポリイミドフィルム、ポリイミドテープ、ポリイミド樹脂、ゾル－ゲルポリイミド－シリカ複合体の形態を有することができる。これによると、第１熱電モジュール１２００および第１シールド部材２１００の間が絶縁され得るだけでなく、第１熱電モジュール１２００および第１シールド部材２１００の間を通じて外部の湿気、熱、汚染物質などが浸透することを防止することもできる。

以下、本発明の一実施例に係る発電装置で熱電モジュール、コネクタおよび電線間の連結関係を説明しようとする。

図１７は本発明の一実施例に係る発電装置の熱電素子に含まれる基板および電極の上面図であり、図１８は本発明の一実施例に係る発電装置の熱電素子上にヒートシンクが配置された熱電モジュールの斜視図である。

図１７～図１８を参照すると、本発明の実施例に係る熱電モジュールは熱電素子１００および熱電素子１００上に配置されたヒートシンク２００を含む。熱電素子１００と関連して前述した内容と同じ内容については重複した説明を省略する。

以下、第１基板１１０上に連結電極部４００Ｅが配置されることを中心に説明する。

前述した通り、第１基板１１０上に第１絶縁層１７０が配置され、第１絶縁層１７０上に複数の第１電極１２０が配置される。

この時、複数の第１電極１２０は複数の電極外郭を形成するように配置され得、第１基板１１０は複数の電極外郭に対応する複数の基板外郭を有することができる。ここで、電極外郭は複数の第１電極１２０の縁を意味し得、基板外郭は第１基板１１０の縁を意味し得る。例えば、複数の第１電極１２０が四角の形状で配置される場合、複数の第１電極１２０は第１～第４電極外郭Ｅ１～Ｅ４を有することができ、第１基板１１０は第１～第４電極外郭Ｅ１～Ｅ４にそれぞれ対応する第１～第４基板外郭Ｓ１～Ｓ４を有することができる。

本発明の実施例によると、連結電極部４００Ｅは極性が互いに異なる第１連結電極４１０Ｅおよび第２連結電極４２０Ｅを含むことができる。例えば、第１連結電極４１０Ｅに（－）端子が連結される場合、第２連結電極４２０Ｅに（＋）端子が連結され得る。例えば、連結電極部４００Ｅの第１連結電極４１０Ｅは熱電素子１００と（－）端子を連結し、第２連結電極４２０Ｅは熱電素子１００と（＋）端子を連結することができる。これに伴い、連結電極部４００Ｅの位置は熱電素子１００の絶縁抵抗に影響を及ぼし得る。絶縁抵抗は所定の電圧を加えた時に絶縁体が示す電気抵抗を意味し、熱電素子１００は所定の絶縁抵抗を満足しなければならない。例えば、熱電素子１００は５００Ｖのｄｃ電圧を加えた時に５００ＭΩ以上の絶縁抵抗を有する要件が満足されなければならない。

本発明の実施例によると、連結電極部４００Ｅが第１電極外郭Ｅ１に連結される場合、第１電極外郭Ｅ１および第１基板外郭Ｓ１間の距離ｄ１は第２～第４電極外郭Ｅ２～Ｅ４および第２～第４基板外郭Ｓ２～Ｓ４間の距離ｄ２～ｄ４より長くてもよい。この時、連結電極部４００Ｅは第１基板１１０と第２基板１６０の間で第１絶縁層１７０、複数の第１電極１２０、複数のＰ型熱電素子１３０および複数のＮ型熱電素子１４０、複数の第２電極１５０および第２絶縁層１７０を囲むように配置されたシーリング部材（図示されず）の外部に引き出され得る。

ここで、連結電極部４００Ｅと第１基板外郭Ｓ１間の最短距離Ａ１、Ａ２は１２ｍｍ以上、好ましくは１４ｍｍ以上、さらに好ましくは１６ｍｍ以上であり得る。

そして、第１基板外郭Ｓ１に連結される第２基板外郭Ｓ２と第１連結電極４１０Ｅ間の最短距離Ｂ１および第１基板外郭Ｓ１に連結される第３基板外郭Ｓ３と第２連結電極４２０間の最短距離Ｂ２はそれぞれ１２ｍｍ以上、好ましくは１４ｍｍ以上、さらに好ましくは１６ｍｍ以上であり得る。

または第１基板外郭Ｓ１と第２基板外郭Ｓ２が接する地点、すなわち第１基板外郭Ｓ１と第２基板外郭Ｓ２の間の頂点から第１連結電極４１０Ｅまでの最短距離Ｆ１および第１基板外郭Ｓ１と第３基板外郭Ｓ３が接する地点、すなわち第１基板外郭Ｓ１と第３基板外郭Ｓ３の間の頂点から第２連結電極４２０Ｅまでの最短距離Ｆ２はそれぞれ１６ｍｍ以上、好ましくは１９ｍｍ以上、さらに好ましくは２１ｍｍ以上であり得る。

このように、基板外郭と連結電極部４００Ｅ間の距離を調節すれば、５００Ｖのｄｃ電圧下で絶縁抵抗が５００ＭΩ以上の熱電素子を得ることができる。

この時、第１連結電極４１０Ｅおよび第２連結電極４２０Ｅそれぞれには電線３００が着脱方式で差し込まれるコネクタ４００が配置され得る。電極連結部４００Ｅ、第１連結電極４１０Ｅおよび第２連結電極４２０Ｅそれぞれはシーリング部材（図示されず）の外部に配置され得る。これによると、ワイヤ連結が手軽で、電極とワイヤ間の断線可能性を最小化することができる。この時、各連結電極上には２個のコネクタが配置されてもよく、各連結電極上に配置される２個のコネクタに連結される電線の極性は互いに異なるか、同一であり得る。

このために、図示された通り、各連結電極は分岐された複数の連結電極領域を含むことができる。例えば、第１連結電極４１０Ｅは第１－１連結電極領域４１２Ｅおよび第１－２連結電極領域４１４Ｅに分岐され得、第２連結電極４２０Ｅは第２－１連結電極領域４２２Ｅおよび第２－２連結電極領域４２４Ｅに分岐され得、各連結電極領域にはコネクタが配置され得る。

本発明の実施例によると、連結電極部上にコネクタが配置され得、コネクタに電線が着脱方式で連結され得る。

図１９は本発明の実施例により連結電極部上に配置されたコネクタおよびコネクタに連結された電線の斜視図であり、図２０は発明の実施例に係るコネクタの上面図であり、図２１は本発明の実施例に係るコネクタに電線が連結された状態の背面斜視図である。

図１９～図２１を参照すると、連結電極４００Ｅ上にコネクタ４００が配置され、コネクタ４００に電線３００が連結される。この時、コネクタ４００は導電性物質からなり得、これに伴い、熱電素子１００は連結電極４００Ｅおよびコネクタ４００を通じて電線３００まで電気的に連結され得る。

この時、コネクタ４００は電線３００が固定される第１電線固定部材４１０および第１電線固定部材４１０を収容するフレーム４２０を含むことができる。ここで、フレーム４２０は連結電極４００Ｅに向かってオープンされた形状を有することができる。すなわち、フレーム４２０は連結電極４００Ｅに向かって配置される第１底面４２０１を含む第１壁面４２１１および連結電極部４００Ｅに向かって配置される第２底面４２０２を含む第２壁面４２１２を含むことができる。この時、第１電線固定部材４１０は連結電極部４００Ｅと接触しないように所定距離離隔して配置され、電線３００の着脱時にフレーム４２０の第１壁面４２０１および第１壁面４２０１に対向する第２壁面４２０２のうち少なくとも一つに向かう方向（Ｘ１、Ｘ２）に移動することができる。これに伴い、第１電線固定部材４１０は電線３００を横方向に加圧することができる。ここで、横方向とは連結電極４００Ｅが配置された方向と水平な方向を意味し得る。

そして、フレーム４２０は電線進入口（Ｉｎ）から延びた第３底面４２０３および電線進入口（Ｉｎ）に対向する第３壁面４２１３から延び、第３底面４２０３と離隔した第４底面４２０４をさらに含むことができる。この時、コネクタ４００は第３底面４２０３から延びた第２電線固定部材４３０をさらに含むことができる。この時、第２電線固定部材４３０は連結電極４００Ｅから所定距離で離隔し、連結電極４００Ｅに向かう方向の反対方向に向かって傾斜するように配置され得る。これに伴い、第２電線固定部材４３０は電線３００を縦方向に加圧することができる。ここで、縦方向とは連結電極４００Ｅが配置された方向と垂直な方向を意味し得る。

このように、フレーム４２０は第１底面４２０１～第４底面４２０４を除いて連結電極部４００Ｅから所定距離で離隔してオープンされた形状であり得る。これによると、フレーム４２０内部で第１電線固定部材４１０および第２電線固定部材４３０の移動によって電線３００が容易に挿入され、挿入された電線３００が高い引張強度、例えば２ｋｇｆ以上の引張強度を有するように固定され得る。それだけでなく、導電性物質からなるコネクタ４００に対して許容電圧および許容電流、例えばＤＣ２０Ｖおよび１．５ｍＡの基準を満足させることができる。

一方、熱電素子１００をなす複数の第１電極１２０および連結電極４００Ｅは同一平面上、すなわち第１絶縁層１７０上に配置される。複数の第１電極１２０上には複数の熱電レッグが実装され、連結電極４００Ｅ上にはコネクタ４００が実装される。この時、複数の第１電極１２０と複数の熱電レッグの間および連結電極４００Ｅとコネクタ４００の間はソルダーによって接合され得る。製作工程上、複数の第１電極１２０上に複数の熱電レッグを実装する工程と連結電極４００Ｅ上にコネクタ４００を実装する工程は同時に進行され得る。これに伴い、複数の第１電極１２０および連結電極４００Ｅ上にソルダーが同時に印刷され得る。以下、接合層は複数の第１電極１２０および複数の熱電レッグと連結電極４００Ｅおよびコネクタ４００を接合する層であり、例えばソルダリングのために塗布または印刷されたソルダー層であり得る。

一方、複数の第１電極１２０と複数の熱電レッグ間接合のために、接合層の収縮後の厚さは０．０８～０．１ｍｍの範囲を満足することが好ましい。このために、複数の第１電極１２０上に接合層は０．１４５～０．２ｍｍの範囲で印刷されることが好ましい。

しかし、連結電極４００Ｅの全体面積上に接合層が０．１４５～０．２ｍｍの範囲で印刷される場合、コネクタ４００の第１底面４２０１～第４底面４２０４の間の内部領域で接合層が上がってきて固まり得る。このような場合、第１電線固定部材４１０および第２電線固定部材４２０の動きに制約が加えられ得、その結果、電線３００の挿入が難しくなったり、挿入された電線３００を固定する力が弱くなり得る。

このような問題を解決するために、本発明の実施例では連結電極部上の接合層のパターンを調節しようとする。

図２２は、本発明の一実施例により連結電極上に配置される接合層のパターンの一例である。

図２２を参照すると、接合層７００は連結電極部４００Ｅの一部上に配置され得る。例えば、接合層７００は連結電極４００Ｅ上で互いに分離された複数の接合層７１０、７２０、７３０、７４０を有することができる。このように、接合層７００が連結電極部４００Ｅの全面ではなく一部上に配置される場合、連結電極４００Ｅおよびコネクタ４００は接合層７００によって接合され得、複数の第１電極１２０と同一の厚さで印刷されてもコネクタ４００の内部領域に接合層７００が上がってくる問題を防止することができる。

この時、接合層７００は複数の接合層７１０、７２０、７３０、７４０を含むことができ、複数の接合層７１０、７２０、７３０、７４０は連結電極４００Ｅ上でコネクタ４００の底面の周りに沿って互いに離隔するように配置され得る。

図１７～図１８に図示された通り、連結電極部４００Ｅが第１連結電極４１０Ｅおよび第２連結電極４２０Ｅを含み、第１連結電極４１０Ｅが第１－１連結電極領域４１２Ｅおよび第１－２連結電極領域４１４Ｅに分岐され、第２連結電極４２０Ｅが第２－１連結電極領域４２２Ｅおよび第２－２連結電極領域４２４Ｅに分岐される場合、複数の接合層７１０、７２０、７３０、７４０は各連結電極領域４１２Ｅ、４１４Ｅ、４２２Ｅ、４２４Ｅに配置され得、各連結電極領域４１２Ｅ、４１４Ｅ、４２２Ｅ、４２４Ｅにコネクタ４００が配置され得る。これに伴い、連結電極部４００Ｅの連結方向、すなわち第１基板１１０の外郭Ｓ１に向かう方向を第１方向とし、第１方向に垂直な方向、すなわち第１基板１１０の外郭Ｓ２に向かう方向を第２方向とする時、複数の接合層７１０、７２０、７３０、７４０と第１基板１１０の外郭Ｓ１間の第１方向の最短距離ａ１は複数の接合層７１０、７２０、７３０、７４０と第１基板１１０の外郭Ｓ２間の第２方向の最短距離ｂ１より短くてもよい。これによると、電線３００をコネクタ４００に連結することが容易であり、熱電素子１００の絶縁抵抗を改善することができる。

一方、前述した通り、複数の接合層７１０、７２０、７３０、７４０はコネクタ４００の底面の周りに沿って互いに離隔するように配置され得る。ここで、コネクタ４００の底面はコネクタ４００を連結電極４００Ｅ上に配置する時、連結電極４００Ｅに向かう面、すなわち連結電極４００Ｅと直接接触するかまたは接合層７００を媒介として連結電極４００Ｅと接触する面を意味し得る。この時、コネクタ４００の底面のうち一部は凹んだ形状を有する領域Ｃを含むことができる。ここで、凹んだ形状を有する領域Ｃはコネクタ４００の電線進入口（Ｉｎ）から延びた底面であり得る。複数の接合層７１０、７２０、７３０、７４０のうち一つの接合層７３０は凹んだ形状Ｃ１を有する領域Ｃに対応するように配置され得る。例えば、凹んだ形状は接合層７３０の内側面７３２と外側面７３４の間に配置され得る。ここで、接合層の内側面はコネクタ４００内部に向かう面であり、接合層の外側面はコネクタ４００外部に向かう面を意味し得る。これによると、電線進入口（Ｉｎ）付近でコネクタ４００が連結電極４００Ｅと安定的に接合および固定され得る。

一方、複数の接合層７１０、７２０、７３０、７４０のうち少なくとも一つの外側面はコネクタ４００の底面の外側に配置され得る。この時、複数の接合層７１０、７２０、７３０、７４０のうち少なくとも一つの内側面７１２、７２２、７３２、７４２とコネクタ４００の底面の外側間の距離ｔ１は、複数の接合層７１０、７２０、７３０、７４０のうち少なくとも一つの外側面７１４、７２４、７３４、７４４とコネクタ４００の底面の外側間の距離ｔ２より大きくもよい。これによると、コネクタ４００の底面が複数の接合層７１０、７２０、７３０、７４０を通じて連結電極４００Ｅと接合され得るため、コネクタ４００と連結電極４００Ｅ間の接合強度が高まり得る。

より具体的には、複数の接合層７１０、７２０、７３０、７４０は連結電極４００Ｅに向かうフレーム４２０の底面の形状に対応するように配置され得る。例えば、連結電極４００Ｅに向かうフレーム４２０の底面は第１底面４２０１～第４底面４２０４を含むことができる。例えば、接合層７００は第１壁面４２１１から延びた第１底面４２０１および連結電極４００Ｅの間に配置された第１接合層７１０および第２壁面４２１２から延び、第１底面４２０１と離隔した第２底面４２０２および連結電極４００Ｅの間に配置された第２接合層７２０を含むことができる。この時、第１接合層７１０および第２接合層７２０は互いに離隔することができる。これに伴い、連結電極４００Ｅおよび第１電線固定部材４１０の間には第１接合層７１０および第２接合層７２０が配置されず、電線３００の着脱による第１電線固定部材４１０の移動が自由となり得る。

そして、接合層７００はフレーム４２０の電線進入口（Ｉｎ）から延びた第３底面４２０３および連結電極４００Ｅの間に配置された第３接合層７３０および電線進入口（Ｉｎ）に対向する第３壁面４２１３から延び、第３底面４２０３と離隔した第４底面４２０４および連結電極４００Ｅの間に配置された第４接合層７４０をさらに含むことができる。この時、第３接合層７３０および第４接合層７４０は互いに離隔することができる。これによると、連結電極４００Ｅおよび第２電線固定部材４３０の間には第３接合層７３０および第４接合層７４０が配置されず、電線３００の着脱による第２電線固定部材４３０の移動が自由となり得る。

この時、複数の接合層７１０、７２０、７３０、７４０の総面積は第１底面４２０１、第２底面４２０２、第３底面４２０３および第４底面４２０４の総面積の８０～１２０％であり得る。これによると、単一の工程および同じ厚さで複数の第１電極１２０および連結電極４００Ｅ上にソルダーを印刷することができ、これに伴い、複数の第１電極１２０と熱電レッグ間接合層の厚さおよび連結電極４００Ｅとコネクタ４００間接合層の厚さはすべて０．０８～０．１ｍｍの範囲以内に形成され得る。これによると、連結電極４００Ｅおよびコネクタ４００の間の接合力が高いながらも、コネクタ４００の内部領域に接合層７００が配置されないため電線３００の挿入が容易であり、挿入された電線３００の引張強度が高く維持され得る。例えば、本発明の実施例に係る連結電極４００Ｅおよびコネクタ４００間接合層７００が形成される場合、電線３００をコネクタ４００に挿入時に３０Ｎ以下、好ましくは１５Ｎ以下、さらに好ましくは１０Ｎ以下の電線挿入力が要求され、挿入された電線３００がコネクタ４００から離脱時に３０Ｎ以上、好ましくは４０Ｎ以上、さらに好ましくは５０Ｎ以上の引張強度が要求されることが分かる。

本発明の実施例に係る熱電素子は発電用装置、冷却用装置、温熱用装置などに作用され得る。

前記では本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、該当技術分野の熟練した当業者は下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正および変更できることが理解できるであろう。

Claims (10)

1. 冷却部、
   前記冷却部の一面の第１領域に配置された熱電モジュール、
   前記冷却部の一面の第２領域に配置され、前記熱電モジュールに連結されるコネクタ部、
   前記冷却部の一面で前記コネクタ部の少なくとも一部を露出するように配置された断熱部材、
   前記断熱部材および前記コネクタ部を覆うように配置されたシールド部材、および
   前記コネクタ部および前記シールド部材の間に配置された第１絶縁層を含む、発電装置。
2. 前記冷却部の一面を基準として、前記コネクタ部の高さは前記断熱部材の高さより高い、請求項１に記載の発電装置。
3. 前記コネクタ部は互いに離隔して配置される複数のコネクタを含み、
   前記第１絶縁層はコネクタごとに配置された複数の第１絶縁層である、請求項２に記載の発電装置。
4. 前記コネクタ部は互いに離隔して配置される複数のコネクタを含み、
   前記第１絶縁層は前記複数のコネクタ上に一体に配置された、請求項２に記載の発電装置。
5. 前記第１絶縁層はポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ、ＰＩ）を含む、請求項１に記載の発電装置。
6. 前記熱電モジュールと前記シールド部材の側面の間に配置された第２絶縁層をさらに含む、請求項１に記載の発電装置。
7. 前記シールド部材は第１面および前記第１面より高さが高い第２面を含み、
   前記コネクタ部上に前記第２面が配置され、
   前記第２絶縁層は前記第１面の側面に配置された、請求項６に記載の発電装置。
8. 前記第２絶縁層は前記第１面の側面から前記第１面の下面および前記第１面の上面のうち少なくとも一つへ延びた、請求項７に記載の発電装置。
9. 前記コネクタ部に連結された電線部をさらに含み、
   前記電線部は前記第２領域で前記冷却部の一面と前記断熱部材の間に配置される、請求項１に記載の発電装置。
10. 前記熱電モジュールは、
    第１基板、前記第１基板上に配置される第１電極、前記第１電極上に配置される半導体構造物、前記半導体構造物上に配置される第２電極および前記第２電極上に配置される第２基板を含む熱電素子、および
    前記第１基板上に配置される連結電極部を含み、
    前記コネクタ部は前記連結電極部上に配置され、
    前記連結電極部は前記第１基板の外郭と所定距離以上離隔するように配置された、請求項１に記載の発電装置。

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