JPH02288378A - 熱電装置 - Google Patents
熱電装置Info
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- JPH02288378A JPH02288378A JP1109354A JP10935489A JPH02288378A JP H02288378 A JPH02288378 A JP H02288378A JP 1109354 A JP1109354 A JP 1109354A JP 10935489 A JP10935489 A JP 10935489A JP H02288378 A JPH02288378 A JP H02288378A
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Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はペルチェ効果を利用し、電気的に冷房もしくは
暖房を行う空調装置、もしくはゼーベック効果により温
度差を用いて発電を行う発電装置等に有用な熱電装置に
関する。
暖房を行う空調装置、もしくはゼーベック効果により温
度差を用いて発電を行う発電装置等に有用な熱電装置に
関する。
従来の技術
従来、第２図に示す従来例の様に、熱を電気に変換し、
もしくは電気を熱に変換する熱電装置１は、熱電素子の
両側にフィンを有し、両側のフィンの温度差により発電
を行い、もしくは電流を通ずることにより冷却を行うも
のである。以下の説明についてはペルチェ効果による冷
却について行なう。
もしくは電気を熱に変換する熱電装置１は、熱電素子の
両側にフィンを有し、両側のフィンの温度差により発電
を行い、もしくは電流を通ずることにより冷却を行うも
のである。以下の説明についてはペルチェ効果による冷
却について行なう。
絶縁性フィルム基板２の片面にＮ型半導体３、導電体４
． Ｐ型半導体５、導電体４が順に成膜されている。
． Ｐ型半導体５、導電体４が順に成膜されている。
２つのコルゲートフィン６はフィルム基板２の両側に位
置し、導電体４を１つおきに、かつ、接する導電体４が
おのおの異なるように設置されている。Ｎ型半導体３、
導電体４、Ｐ型半導体５は、各々の端部が重なり合う構
造になっており、熱電装置に流れ込んだ電流は、半導体
３．５と導電体４の界面でペルチェ効果により発熱もし
くは吸熱する。このとき、Ｎ型半導体３とＰ型半導体５
は交互に並んでいることから、導電体４は交互に発熱部
または吸熱部となり、前述のごとく導電体４の１つおき
に接するコルゲートフィン８は、一方が発熱フィン他方
が吸熱フィンとなる。
置し、導電体４を１つおきに、かつ、接する導電体４が
おのおの異なるように設置されている。Ｎ型半導体３、
導電体４、Ｐ型半導体５は、各々の端部が重なり合う構
造になっており、熱電装置に流れ込んだ電流は、半導体
３．５と導電体４の界面でペルチェ効果により発熱もし
くは吸熱する。このとき、Ｎ型半導体３とＰ型半導体５
は交互に並んでいることから、導電体４は交互に発熱部
または吸熱部となり、前述のごとく導電体４の１つおき
に接するコルゲートフィン８は、一方が発熱フィン他方
が吸熱フィンとなる。
したがって、フィルム２上部の空気から熱を吸収（もし
くは空気への熱の発散）、フィルム２の下部の空気への
熱の発散−（もしくは空気からの熱の吸収）となる。
くは空気への熱の発散）、フィルム２の下部の空気への
熱の発散−（もしくは空気からの熱の吸収）となる。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、このような従来の熱電装置では、成膜時
の熱や使用時の熱により、半導体と導電体との間に生ず
るゼーベック効果およびペルチェ効果が時間とともに減
衰し、十分な発電性能および冷却性能が得られないとい
う課題があった。
の熱や使用時の熱により、半導体と導電体との間に生ず
るゼーベック効果およびペルチェ効果が時間とともに減
衰し、十分な発電性能および冷却性能が得られないとい
う課題があった。
本発明は、上記のような従来技術の課題を解決するもの
であって、長期にわたり性能劣化が生じない熱電装置を
提供することを目的とするものである。
であって、長期にわたり性能劣化が生じない熱電装置を
提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段
本発明は、絶縁性フィルム基板上に半導体および導電体
からなる熱電回路を有し、前記半導体と導電体の間の一
部または全部に電気的に導通する拡散防止層を構成させ
たものである。
からなる熱電回路を有し、前記半導体と導電体の間の一
部または全部に電気的に導通する拡散防止層を構成させ
たものである。
作用
性能劣化の原因は半導体への導電体材料の拡散によるも
のが主である。特に成膜時には成膜原子の潜熱および運
動エネルギー等を受は膜自体が高温となり、導電体を構
成する材料が半導体に拡散し、従来半導体が持っている
熱電性能が抑制され、成膜直後から性能が得られない状
態もあった。また、実際の使用時においても特に高温側
の拡散は顕著であり、使用時間とともに性能劣化が生じ
た。
のが主である。特に成膜時には成膜原子の潜熱および運
動エネルギー等を受は膜自体が高温となり、導電体を構
成する材料が半導体に拡散し、従来半導体が持っている
熱電性能が抑制され、成膜直後から性能が得られない状
態もあった。また、実際の使用時においても特に高温側
の拡散は顕著であり、使用時間とともに性能劣化が生じ
た。
拡散速度は材料により大きく異なることから、半導体と
導電体間に半導体への拡散速度の遅い材料を成膜するこ
とにより、成膜時および使用時の性能劣化が抑えられた
。
導電体間に半導体への拡散速度の遅い材料を成膜するこ
とにより、成膜時および使用時の性能劣化が抑えられた
。
実施例
以下に、本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。
明する。
第１図は本発明にかかる一実施例であり、熱電装置の部
分構成を示す斜視図である。
分構成を示す斜視図である。
絶縁性フィルム基板１１の片面にはＮ型半導体１２、導
電体１３、Ｐ型半導体１４、導電体１３が順に成膜され
ている。Ｎ型半導体１２、導電体１３、Ｐ型半導体１４
は、各々の端部が重なり合う構造になっており、接触部
には拡散速度の遅い材料で構成される拡散防止層１５が
形成されている。導電体１３の材料としては、電気抵抗
の小さい銅またはアルミが用いられる。また、拡散防止
層１５に使用する材料は、半導体１２および１３に使用
する材料によって異なるが、例えば半導体としてテルル
ビスマス系材料を用いた場合には、ニッケル等を用いる
。また、酸化シリコン等絶縁物を数十オングストローム
製膜することにより、トンネル効果を利用しても同様な
効果が得られる。
電体１３、Ｐ型半導体１４、導電体１３が順に成膜され
ている。Ｎ型半導体１２、導電体１３、Ｐ型半導体１４
は、各々の端部が重なり合う構造になっており、接触部
には拡散速度の遅い材料で構成される拡散防止層１５が
形成されている。導電体１３の材料としては、電気抵抗
の小さい銅またはアルミが用いられる。また、拡散防止
層１５に使用する材料は、半導体１２および１３に使用
する材料によって異なるが、例えば半導体としてテルル
ビスマス系材料を用いた場合には、ニッケル等を用いる
。また、酸化シリコン等絶縁物を数十オングストローム
製膜することにより、トンネル効果を利用しても同様な
効果が得られる。
熱電装置に流れ込んだ電流は、拡散防止層１５を介して
半導体！２．１４と導電体１３との界面でペルチェ効果
により発熱もしくは吸熱する。ここで、拡散防止層１５
を介することはペルチェ効果にほとんど影響を与えない
。これは、実際の使用において拡散防止層１５の厚さは
前述のごとく薄いことから、熱的にも電気的にも抵抗が
ほとんどないことによる。このような構成において導電
体１３は、交互に発熱部と吸熱部が生じる。
半導体！２．１４と導電体１３との界面でペルチェ効果
により発熱もしくは吸熱する。ここで、拡散防止層１５
を介することはペルチェ効果にほとんど影響を与えない
。これは、実際の使用において拡散防止層１５の厚さは
前述のごとく薄いことから、熱的にも電気的にも抵抗が
ほとんどないことによる。このような構成において導電
体１３は、交互に発熱部と吸熱部が生じる。
実施例では、拡散防止層１５を半導体１２および１４の
上部のみとした。これは、半導体１２および１４の成膜
と拡散防止層１５の成膜に使用するマスクを同一にでき
ることによるものであるが、−殻内に導電体１３が接触
する半導体１２および１４の端部における拡散が熱電性
能に及ぼす影響は極めて小さい。これは、半導体１２お
よび１４の電気抵抗に比較して、導電体１３の電気抵抗
が小さいことから、導電体１３から半導体１２および１
４の端部へ直接流れる電流が少なく、端部におけるペル
チェ吸熱は小さいことによるものである。また、実施例
では、導電体１３とは接触しない半導体１２および１４
の中央部にも拡散防止層１５を形成している。前述のご
とく拡散防止層１５は薄いことから影響は小さいが、拡
散防止層１５を通じて流れる電流はペルチェ吸熱には寄
与しないことから、中央部に成膜しないことによって効
率をさらに向上することもできる。実際に装置として使
用する場合には、発熱部に接するフィンと吸熱部に接す
るフィンをフィルム基板１１に上面、下面に設置し、空
気との熱交換を行なう。
上部のみとした。これは、半導体１２および１４の成膜
と拡散防止層１５の成膜に使用するマスクを同一にでき
ることによるものであるが、−殻内に導電体１３が接触
する半導体１２および１４の端部における拡散が熱電性
能に及ぼす影響は極めて小さい。これは、半導体１２お
よび１４の電気抵抗に比較して、導電体１３の電気抵抗
が小さいことから、導電体１３から半導体１２および１
４の端部へ直接流れる電流が少なく、端部におけるペル
チェ吸熱は小さいことによるものである。また、実施例
では、導電体１３とは接触しない半導体１２および１４
の中央部にも拡散防止層１５を形成している。前述のご
とく拡散防止層１５は薄いことから影響は小さいが、拡
散防止層１５を通じて流れる電流はペルチェ吸熱には寄
与しないことから、中央部に成膜しないことによって効
率をさらに向上することもできる。実際に装置として使
用する場合には、発熱部に接するフィンと吸熱部に接す
るフィンをフィルム基板１１に上面、下面に設置し、空
気との熱交換を行なう。
以上のように本発明においては、半導体と導電体間に半
導体への拡散速度の遅い材料を成膜することにより、成
膜時および使用時の性能劣化が抑えられ、長期にわたり
高効率の熱電装置が提供される。
導体への拡散速度の遅い材料を成膜することにより、成
膜時および使用時の性能劣化が抑えられ、長期にわたり
高効率の熱電装置が提供される。
発明の詳細
な説明したように、本発明による熱電装置は、絶縁性フ
ィルム基板上に半導体および導電体からなる熱電回路を
有し、前記半導体と導電体の間の一部または全部に電気
的に導通する拡散防止層を構成させることによって、成
膜時および使用時の性能劣化が大幅に抑えられ、長期に
わたり高性能の熱電装置の実現が可能となる。
ィルム基板上に半導体および導電体からなる熱電回路を
有し、前記半導体と導電体の間の一部または全部に電気
的に導通する拡散防止層を構成させることによって、成
膜時および使用時の性能劣化が大幅に抑えられ、長期に
わたり高性能の熱電装置の実現が可能となる。
第１図は本発明の一実施例の熱電装置の部分的概略を示
す斜視図、第２図は従来の熱電装置の構成を示す斜視図
である。 ３、 ５． １２． １４・・・半導体、 ２．１１・
・・フィルム基板、４．１３・・・導電体、１５・・・
拡散防止層。
す斜視図、第２図は従来の熱電装置の構成を示す斜視図
である。 ３、 ５． １２． １４・・・半導体、 ２．１１・
・・フィルム基板、４．１３・・・導電体、１５・・・
拡散防止層。
Claims (2)
- （１）絶縁性フィルム基板上に半導体および導電体から
なる熱電回路が形成され、前記半導体と導電体の間の一
部または全部に電気的に導通する拡散防止層が構成され
たことを特徴とする熱電装置。 - （２）電気的に導通する拡散防止層が、絶縁体でありか
つトンネル効果を生じる厚みの膜であることを特徴とす
る請求項１記載の熱電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1109354A JPH02288378A (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 熱電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1109354A JPH02288378A (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 熱電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02288378A true JPH02288378A (ja) | 1990-11-28 |
Family
ID=14508100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1109354A Pending JPH02288378A (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 熱電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02288378A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009021593A (ja) * | 2000-12-07 | 2009-01-29 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 熱電装置および熱素子 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60254676A (ja) * | 1984-05-30 | 1985-12-16 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | 薄膜熱電対 |
| JPS61285762A (ja) * | 1985-06-12 | 1986-12-16 | Toshiba Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| JPS6348872A (ja) * | 1986-08-19 | 1988-03-01 | Dainippon Printing Co Ltd | 面状電子冷却体 |
-
1989
- 1989-04-28 JP JP1109354A patent/JPH02288378A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60254676A (ja) * | 1984-05-30 | 1985-12-16 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | 薄膜熱電対 |
| JPS61285762A (ja) * | 1985-06-12 | 1986-12-16 | Toshiba Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| JPS6348872A (ja) * | 1986-08-19 | 1988-03-01 | Dainippon Printing Co Ltd | 面状電子冷却体 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009021593A (ja) * | 2000-12-07 | 2009-01-29 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 熱電装置および熱素子 |
| JP4493706B2 (ja) * | 2000-12-07 | 2010-06-30 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 熱電装置および熱素子 |
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