JPS62145783A - 薄膜型熱電モジユ−ル - Google Patents
薄膜型熱電モジユ−ルInfo
- Publication number
- JPS62145783A JPS62145783A JP60285580A JP28558085A JPS62145783A JP S62145783 A JPS62145783 A JP S62145783A JP 60285580 A JP60285580 A JP 60285580A JP 28558085 A JP28558085 A JP 28558085A JP S62145783 A JPS62145783 A JP S62145783A
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- JP
- Japan
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- module
- thin film
- heat
- electrode
- thermoelectric
- Prior art date
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- Pending
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、熱電素子モジュールに係り、特に、燃焼ガス
あるいは温排水を熱源とした熱電発電に好適な、薄膜素
子を使つ次薄膜型熱電モジュールに関する。
あるいは温排水を熱源とした熱電発電に好適な、薄膜素
子を使つ次薄膜型熱電モジュールに関する。
従来、薄膜型熱電モジュールは、特開昭４６−８９６５
１号公報あるいは特開昭５３−３１８９５号公報のよう
に、薄膜素子面内に温度差を生じさせ、熱起電力を得る
という方法によっていた。しかし、との方法では素子の
内部抵抗が非常に大きくなるので大きな電流を得ること
ができないという欠点があった。また、特開昭５２−２
４０８６号公報では、素子の長さを短くして内部抵抗を
小さくするために、素子を短い間隔で導熱板で仕切り、
その間で熱を流す構造をとっている。しかし、この方法
では、構造が複雑で製造が困難、および強度的に弱いと
いう問題があった。
１号公報あるいは特開昭５３−３１８９５号公報のよう
に、薄膜素子面内に温度差を生じさせ、熱起電力を得る
という方法によっていた。しかし、との方法では素子の
内部抵抗が非常に大きくなるので大きな電流を得ること
ができないという欠点があった。また、特開昭５２−２
４０８６号公報では、素子の長さを短くして内部抵抗を
小さくするために、素子を短い間隔で導熱板で仕切り、
その間で熱を流す構造をとっている。しかし、この方法
では、構造が複雑で製造が困難、および強度的に弱いと
いう問題があった。
本発明の目的は、モジュール内部の抵抗を小さくし、大
きな電流を得ることができ、しかも製造が容品で十分な
強度を持った薄膜型熱電素子モジュールを提供すること
Ｋある。
きな電流を得ることができ、しかも製造が容品で十分な
強度を持った薄膜型熱電素子モジュールを提供すること
Ｋある。
本発明は、薄膜熱電モジュールでは、素子の膜厚方向に
温度差をつけることができれば、内部抵抗を非常に小さ
くすることができる。しかし７その場合、高熱源と低熱
源を薄膜で仕切って温度差をつけることは、強度的に不
可能であり、伝熱的にも、表面に境界層をうみ不利であ
る。そこで、モジュール内に集熱板と放熱板金熱電素子
薄膜でへだてた部分をつくり、モジュール内で熱流の向
きを変えて、薄膜素子の膜厚方向に温度差が生じる構造
とすることを特徴とする。
温度差をつけることができれば、内部抵抗を非常に小さ
くすることができる。しかし７その場合、高熱源と低熱
源を薄膜で仕切って温度差をつけることは、強度的に不
可能であり、伝熱的にも、表面に境界層をうみ不利であ
る。そこで、モジュール内に集熱板と放熱板金熱電素子
薄膜でへだてた部分をつくり、モジュール内で熱流の向
きを変えて、薄膜素子の膜厚方向に温度差が生じる構造
とすることを特徴とする。
以下、本発明を図面に基づいて説明する。モジュールは
第３図において、集熱板１、電極２、薄膜素子３、電極
３、放熱板５のくり返しを基本構造とする。モジュール
表面およびモジュール内の空間は断熱材６で埋める。７
は電流を集めるための銅線である。この構造では、熱は
矢印８に従って流れ、素子の膜厚方向に温度差をうむ。
第３図において、集熱板１、電極２、薄膜素子３、電極
３、放熱板５のくり返しを基本構造とする。モジュール
表面およびモジュール内の空間は断熱材６で埋める。７
は電流を集めるための銅線である。この構造では、熱は
矢印８に従って流れ、素子の膜厚方向に温度差をうむ。
両電極の間は広い面積があり、素子の内部抵抗は小さく
、大きな電流を得ることができる。
、大きな電流を得ることができる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第１図、第２図により説明す
る。厚さ１ｍｍの高熱伝導性ＳｉＣ基板９の上に、銅電
極１０を蒸着により１μｍの厚さに成膜した。基板の端
に出力用銅電極１５を１２μｍ蒸着により成膜した。そ
の上にｐ型熱電物質であるｐｅｓｉ、−５ｔｏ、１１お
よびｎ型熱電物質であるＦｅ＋−ｚｃＯｌｉ、、１２’
ｉｉ、順に１０μｍ（７）厚さにスパッタ法で成膜した
。スパッタに際しては、基板上にメタルマスクを置き、
第１図の形に膜を形成した。さらにその上から、ＰＩＱ
樹脂１３を塗布して、熱電物質の間を埋め、研摩してｐ
型およびｎ型素子の表面を出した。その上に銅電極１４
を１μｍ蒸着した。熱伝導性の接着材１６で、次の基板
１７との間を接着し、熱電モジュールの単位ユニットを
作成した。最後に、基板と基板の間？ＰＩＱ樹脂１８で
埋めて、モジ２−ルを完成させた。
る。厚さ１ｍｍの高熱伝導性ＳｉＣ基板９の上に、銅電
極１０を蒸着により１μｍの厚さに成膜した。基板の端
に出力用銅電極１５を１２μｍ蒸着により成膜した。そ
の上にｐ型熱電物質であるｐｅｓｉ、−５ｔｏ、１１お
よびｎ型熱電物質であるＦｅ＋−ｚｃＯｌｉ、、１２’
ｉｉ、順に１０μｍ（７）厚さにスパッタ法で成膜した
。スパッタに際しては、基板上にメタルマスクを置き、
第１図の形に膜を形成した。さらにその上から、ＰＩＱ
樹脂１３を塗布して、熱電物質の間を埋め、研摩してｐ
型およびｎ型素子の表面を出した。その上に銅電極１４
を１μｍ蒸着した。熱伝導性の接着材１６で、次の基板
１７との間を接着し、熱電モジュールの単位ユニットを
作成した。最後に、基板と基板の間？ＰＩＱ樹脂１８で
埋めて、モジ２−ルを完成させた。
この構造によシ、幅４ Ｑ ｍｍ 、厚さ４０ｍｍで、
ｐｎ対を４組直列に並べてモジュールを作成した時、内
部抵抗全０．５Ω以下にすることができ穴。
ｐｎ対を４組直列に並べてモジュールを作成した時、内
部抵抗全０．５Ω以下にすることができ穴。
これは、同じ大きさの素子で、膜面方向に温度差をつけ
る型のモジュールの抵抗は８にΩの１／１０００以下に
なっている。温度差６０℃で得られる熱起電力は本発明
の場合、０．７ｍＶであった。とり出せる電力は、本発
明ではｔ ｏ−” ｍｗであり、これまでの素子の場合
の値、ｉ ｏ−’ ｍＷにくらべ１０倍の大きさになっ
ている。
る型のモジュールの抵抗は８にΩの１／１０００以下に
なっている。温度差６０℃で得られる熱起電力は本発明
の場合、０．７ｍＶであった。とり出せる電力は、本発
明ではｔ ｏ−” ｍｗであり、これまでの素子の場合
の値、ｉ ｏ−’ ｍＷにくらべ１０倍の大きさになっ
ている。
本発明によれば、熱起電力の大きさはこれまでの方式よ
り減少するが、素子の内部抵抗の減少がそれ以上の寄与
を与えるため、素子からとり出すことのできる電力を、
１けた大きくすることが、可能でおる。
り減少するが、素子の内部抵抗の減少がそれ以上の寄与
を与えるため、素子からとり出すことのできる電力を、
１けた大きくすることが、可能でおる。
さらに、本発明によれば、製造工程が、著しく煩雑であ
る従来の方法にくらべ、工程をはるかに簡単にすること
ができるので、モジュールを、安価に提供できる効果が
ある。
る従来の方法にくらべ、工程をはるかに簡単にすること
ができるので、モジュールを、安価に提供できる効果が
ある。
第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図は第１図
の部分拡大図、第３図はモジュールの概略を示す縦断面
図である。 １・・・集熱板、２・・・電極、３・・・薄膜熱電素子
、４・・・電極、５・・・放熱板、６・・・断熱材、７
・・・銅線、８・・・熱の流れ、９・・・ＳＩＣ基板、
１０・・・銅電極、１１・・・Ｐ型熱電物質、１２・・
・ｎ型熱電物質、１３・・・ＰＩＱ樹脂、１４・・・銅
電極、１５・・・出力用銅電極、１６・・・熱伝導性接
着材、１７・・・ＳｉＣ基板、１８ＰＩＱ樹脂。
の部分拡大図、第３図はモジュールの概略を示す縦断面
図である。 １・・・集熱板、２・・・電極、３・・・薄膜熱電素子
、４・・・電極、５・・・放熱板、６・・・断熱材、７
・・・銅線、８・・・熱の流れ、９・・・ＳＩＣ基板、
１０・・・銅電極、１１・・・Ｐ型熱電物質、１２・・
・ｎ型熱電物質、１３・・・ＰＩＱ樹脂、１４・・・銅
電極、１５・・・出力用銅電極、１６・・・熱伝導性接
着材、１７・・・ＳｉＣ基板、１８ＰＩＱ樹脂。
Claims (1)
- １、熱の良導体でできた集熱板上に、熱電素子、電極の
各薄膜を順次上に重ねて接合し、その上に放熱板を接合
したものを最小構成ユニットとする熱電モジュールにお
いて、モジュールの表面に垂直に集熱板、電極、素子、
電極放熱板を並べてユニットを構成し、モジュール内部
で表面と平行な熱の流れをつくり熱電素子薄膜の膜厚方
向に温度差を生じさせ発電することを特徴とする薄膜型
熱電モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60285580A JPS62145783A (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 薄膜型熱電モジユ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60285580A JPS62145783A (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 薄膜型熱電モジユ−ル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62145783A true JPS62145783A (ja) | 1987-06-29 |
Family
ID=17693394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60285580A Pending JPS62145783A (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 薄膜型熱電モジユ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62145783A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0258279A (ja) * | 1988-08-23 | 1990-02-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 熱電装置とその製造法 |
| JPH0370483A (ja) * | 1989-08-04 | 1991-03-26 | Japan Atom Power Co Ltd:The | 高熱抵抗型熱電発電装置 |
| JPH03155376A (ja) * | 1989-11-09 | 1991-07-03 | Japan Atom Power Co Ltd:The | 熱電発電素子 |
| JPH0430586A (ja) * | 1990-05-28 | 1992-02-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 熱電装置 |
| JP2011508411A (ja) * | 2007-12-17 | 2011-03-10 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 光起電力変換器と、光起電力変換器の支持基板内に含まれる熱電変換器とを備えるエネルギー生成デバイス |
| US8269097B2 (en) * | 2005-09-26 | 2012-09-18 | Tdk Corporation | Thin film thermoelectric element including stress releasing elements |
-
1985
- 1985-12-20 JP JP60285580A patent/JPS62145783A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0258279A (ja) * | 1988-08-23 | 1990-02-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 熱電装置とその製造法 |
| JPH0370483A (ja) * | 1989-08-04 | 1991-03-26 | Japan Atom Power Co Ltd:The | 高熱抵抗型熱電発電装置 |
| JPH03155376A (ja) * | 1989-11-09 | 1991-07-03 | Japan Atom Power Co Ltd:The | 熱電発電素子 |
| JPH0430586A (ja) * | 1990-05-28 | 1992-02-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 熱電装置 |
| US8269097B2 (en) * | 2005-09-26 | 2012-09-18 | Tdk Corporation | Thin film thermoelectric element including stress releasing elements |
| JP2011508411A (ja) * | 2007-12-17 | 2011-03-10 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 光起電力変換器と、光起電力変換器の支持基板内に含まれる熱電変換器とを備えるエネルギー生成デバイス |
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