JP6182889B2 - 熱電変換モジュールおよび熱電変換モジュールの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、前記課題に鑑みてなされたもので、温度差が大きい使用条件で使用可能な熱電変換モジュールを提供することを目的とする。
(1)熱電変換モジュールの製造方法:
(2)実施例:
(3)他の実施形態:
図1は、熱電変換モジュールの製造方法の一実施形態を示すフローチャートである。本実施形態における熱電変換モジュールの製造方法は、熱電材料のバルクが製造された後に実行される。すなわち、図1に示す熱電変換モジュールの製造方法を実行する以前に、予めn型熱電材料およびp型熱電材料のバルクを製造する。本実施形態にかかるn型熱電材料およびp型熱電材料はBi2Te3系の熱電材料であり、Bi,Sbからなる群から選択される少なくとも1種の元素と、Te,Seからなる群から選択される少なくとも1種の元素とによって(Bi,Sb)2(Te,Se)3の組成となるように秤量された原料に対して各種の加工法を適用することでn型熱電材料およびp型熱電材料が製造される。なお、(Bi,Sb)と(Te,Se)との組成比が2:3から僅かにずれたとしても、Bi2Te3と同様の結晶構造(空間群R3−mの菱面体結晶構造(−は通常、3の上方に表記される))である限り、Bi2Te3系の熱電材料である。
次に、上述の製造方法で製造した熱電変換モジュールの実施例を説明する。本実施例においては、Bi1.9Sb0.1Te2.5Se0.5の組成比の原料に0.3重量%のTeを追加したものをn型熱電材料の高温材の出発原料とし、Bi1.9Sb0.1Te2.7Se0.3の組成比の原料をn型熱電材料の低温材の出発原料とした。また、Bi0.2Sb1.8Te2.85Se0.1の組成比の原料をp型熱電材料の高温材の出発原料とし、Bi0.5Sb1.5Te3の組成比の原料をp型熱電材料の低温材の出発原料とした。
本発明は、上述の実施形態以外にも種々の実施形態を採用することが可能である。また、種々の要素を発明特定事項とすることができる。素子電極間接合層は、上述の実施形態のように100nmよりも小さい金属粒子を含むペーストの焼結によって形成される素子電極間焼結層のみによって構成されてもよいが、他の手法によって形成された層を含んでもよく、例えば、素子電極間接合層の一部を金属メッキによって形成する構成を採用可能である。
Claims (4)
- 一対の基板と、
前記一対の基板の対向する面に形成された電極と、
前記電極の間に配置される熱電素子と、
前記電極と前記熱電素子とを接合する接合層とを備え、
前記接合層の厚さは30μm以上であるとともに、金属粒子の平均結晶粒径が1μmより大きく10μm以下の第1層と、平均結晶粒径が10μmより大きい第2層とを含む、
熱電変換モジュール。 - 前記接合層は、当該接合層の厚さ方向に沿った酸素濃度の変化が所定の基準を越える位置を界面とする高酸素濃度層を複数層含む、
請求項1に記載の熱電変換モジュール。 - 前記接合層と前記熱電素子との間、前記接合層と前記電極との間、の少なくとも一方には、材料の拡散を防止する拡散防止層が形成されている、
請求項1または請求項2のいずれかに記載の熱電変換モジュール。 - 熱電素子と電極とを接合する接合層の製造方法であって、
焼結後に30μm以上の厚さになる量の、100nmより小さい金属粒子を含むペーストが前記熱電素子と前記電極との間に挟まれた状態で、300℃〜350℃の焼結温度によって前記ペーストを焼結し、焼結後の前記金属粒子の平均結晶粒径が1μmより大きい接合層を製造する、
接合層の製造方法。
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