JPWO2016195091A1 - Thermoelectric conversion element - Google Patents

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Abstract

本発明は、熱電変換性能に優れると共に、耐曲げ性にも優れる熱電変換素子を提供する。本発明の熱電変換素子は、電極、および、電極上に固定された、芳香環を有する密着層を含む処理電極と、処理電極と接触し、カーボンナノチューブを含む熱電変換層とを有する。The present invention provides a thermoelectric conversion element having excellent thermoelectric conversion performance and excellent bending resistance. The thermoelectric conversion element of the present invention includes an electrode, a treatment electrode that is fixed on the electrode and includes an adhesion layer having an aromatic ring, and a thermoelectric conversion layer that is in contact with the treatment electrode and includes carbon nanotubes.

Description

本発明は、熱電変換素子に関する。   The present invention relates to a thermoelectric conversion element.

熱エネルギーと電気エネルギーとを相互に変換することができる熱電変換材料は、熱電発電素子およびペルチェ素子のような熱電変換素子に用いられている。このような熱電変換素子を応用した熱電発電は、熱エネルギーを直接電力に変換することができ、可動部を必要とせず、体温で作動する腕時計、僻地用電源、および、宇宙用電源等に用いられている。
近年、熱電変換材料としてカーボンナノチューブ(以後、「CNT」とも称する)が着目されており、CNTを含む熱電変換材料に関する技術がいくつか提案されている(例えば、特許文献1)。
Thermoelectric conversion materials capable of mutually converting thermal energy and electrical energy are used in thermoelectric conversion elements such as thermoelectric power generation elements and Peltier elements. Thermoelectric power generation using such thermoelectric conversion elements can directly convert thermal energy into electric power, does not require moving parts, and is used for wristwatches that operate at body temperature, power supplies for remote areas, power supplies for space, etc. It has been.
In recent years, carbon nanotubes (hereinafter also referred to as “CNT”) have attracted attention as thermoelectric conversion materials, and several techniques relating to thermoelectric conversion materials containing CNTs have been proposed (for example, Patent Document 1).

国際公開第2012/121133号International Publication No. 2012/121133

一方、近年、熱電変換素子が使用される機器の性能向上のために、熱電変換素子の熱電変換性能のより一層の向上が求められている。
本発明者らは、特許文献1に記載されるようなCNTを含む熱電変換材料を用いて熱電変換素子を作製して、その特性(発電量)を評価したところ、昨今要求されるレベルを満たしておらず、更なる改良が必要であることを知見した。
On the other hand, in recent years, further improvement in the thermoelectric conversion performance of thermoelectric conversion elements has been demanded in order to improve the performance of equipment in which thermoelectric conversion elements are used.
When the present inventors produced a thermoelectric conversion element using the thermoelectric conversion material containing CNT as described in patent document 1, and evaluated the characteristic (power generation amount), it satisfy | fills the level currently requested | required. However, it was found that further improvement is necessary.

また、近年、曲面および/または凹凸を有する機器の表面に熱電変換素子を取り付ける要望が増えており、熱電変換素子を折り曲げてもその特性が変化しづらい、耐曲げ性も求められている。   In recent years, there has been an increasing demand for attaching a thermoelectric conversion element to the surface of a device having a curved surface and / or unevenness, and even when the thermoelectric conversion element is bent, its characteristics are not easily changed, and bending resistance is also required.

本発明は、上記実情に鑑みて、熱電変換性能に優れると共に、耐曲げ性にも優れる熱電変換素子を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a thermoelectric conversion element that is excellent in thermoelectric conversion performance and also excellent in bending resistance.

本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、所定の密着層を有する電極を使用することにより、所望の効果が得られることを見出した。
より具体的には、以下の構成により上記目的を達成することができることを見出した。
As a result of intensive studies on the above problems, the present inventors have found that a desired effect can be obtained by using an electrode having a predetermined adhesion layer.
More specifically, the present inventors have found that the above object can be achieved by the following configuration.

(1) 電極、および、電極上に固定された、芳香環を有する密着層を含む処理電極と、
処理電極と接触し、カーボンナノチューブを含む熱電変換層とを有する、熱電変換素子。
(2) 密着層が、芳香環を有する有機化合物を含む、(1)に記載の熱電変換素子。
(3) 有機化合物が、チオール基、ジスルフィド基、スルホン酸基、アミノ基、カルボキシル基、および、リン酸基からなる群から選択される少なくも1種の吸着性基と芳香環とを有する第1化合物、または、
−M(X)3−n(R)で表される基と芳香環とを有する第2化合物、その加水分解物、若しくは、その加水分解縮合物を含む、(2)に記載の熱電変換素子。
なお、Mは、Si、TiまたはZrを表す。Xは、加水分解性基を表す。Rは、1価の有機基を表す。nは、0、1または2を表す。ただし、1価の有機基には、加水分解性基は含まれない。
(4) 有機化合物が、後述する式(1)で表される化合物、後述する式(2)で表される化合物、後述する式(3)で表される繰り返し単位および後述する式(4)で表される繰り返し単位を有する化合物、または、後述する式(5)で表される化合物、その加水分解物、若しくは、その加水分解縮合物を含む、(2)または(3)に記載の熱電変換素子。
(5) 有機化合物が、式(1)中のLが2価の連結基である式(1)で表される化合物、または、式(5)中のLが2価の連結基である式(5)で表される化合物、その加水分解物、若しくは、その加水分解縮合物を含む、(4)に記載の熱電変換素子。
(6) 芳香環が、多環芳香環である、(1)〜(5)のいずれかに記載の熱電変換素子。
(7) 有機化合物が、チオール基、ジスルフィド基、リン酸基、および、カルボキシル基からなる群から選択される少なくとも1種を含む、(2)に記載の熱電変換素子。
(1) a treatment electrode including an electrode and an adhesion layer having an aromatic ring fixed on the electrode;
The thermoelectric conversion element which has a thermoelectric conversion layer which contacts a process electrode and contains a carbon nanotube.
(2) The thermoelectric conversion element according to (1), wherein the adhesion layer includes an organic compound having an aromatic ring.
(3) The organic compound has at least one adsorbing group selected from the group consisting of a thiol group, a disulfide group, a sulfonic acid group, an amino group, a carboxyl group, and a phosphoric acid group, and an aromatic ring. 1 compound or
-M (X) 3-n (R) Thermoelectric conversion according to (2), including a second compound having a group represented by n and an aromatic ring, a hydrolyzate thereof, or a hydrolyzate condensate thereof. element.
M represents Si, Ti, or Zr. X represents a hydrolyzable group. R represents a monovalent organic group. n represents 0, 1 or 2. However, the monovalent organic group does not include a hydrolyzable group.
(4) The organic compound is a compound represented by formula (1) described later, a compound represented by formula (2) described later, a repeating unit represented by formula (3) described later, and formula (4) described later. Or a compound represented by the following formula (5), a hydrolyzate thereof, or a hydrolyzate condensate thereof: Conversion element.
(5) The organic compound is a compound represented by the formula (1) in which L in the formula (1) is a divalent linking group, or a formula in which L in the formula (5) is a divalent linking group. The thermoelectric conversion element according to (4), comprising the compound represented by (5), a hydrolyzate thereof, or a hydrolysis condensate thereof.
(6) The thermoelectric conversion element according to any one of (1) to (5), wherein the aromatic ring is a polycyclic aromatic ring.
(7) The thermoelectric conversion element according to (2), wherein the organic compound includes at least one selected from the group consisting of a thiol group, a disulfide group, a phosphate group, and a carboxyl group.

本発明によれば、熱電変換性能に優れると共に、耐曲げ性にも優れる熱電変換素子を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being excellent in thermoelectric conversion performance, the thermoelectric conversion element which is excellent also in bending resistance can be provided.

本発明の熱電変換素子の第1実施態様の断面図である。図1中の矢印は熱電変換素子の使用時に付与される温度差の方向を示す。It is sectional drawing of the 1st embodiment of the thermoelectric conversion element of this invention. The arrow in FIG. 1 shows the direction of the temperature difference provided when using the thermoelectric conversion element. 本発明の熱電変換素子の第2実施態様の断面図である。図2中の矢印は熱電変換素子の使用時に付与される温度差の方向を示す。It is sectional drawing of the 2nd embodiment of the thermoelectric conversion element of this invention. The arrow in FIG. 2 shows the direction of the temperature difference given when using the thermoelectric conversion element. 本発明の熱電変換素子の第3実施態様を概念的に示す上面図である。It is a top view which shows notionally the 3rd embodiment of the thermoelectric conversion element of this invention. 本発明の熱電変換素子の第3実施態様を概念的に示す正面図である。It is a front view which shows notionally the 3rd embodiment of the thermoelectric conversion element of this invention. 本発明の熱電変換素子の第3実施態様を概念的に示す底面図である。It is a bottom view which shows notionally the 3rd embodiment of the thermoelectric conversion element of this invention. 本発明の熱電変換素子の第3実施態様の別の例を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating another example of the 3rd embodiment of the thermoelectric conversion element of this invention. 本発明の熱電変換モジュールの一例を説明するための上面図である。It is a top view for demonstrating an example of the thermoelectric conversion module of this invention. 本発明の熱電変換モジュールの一例を説明するための上面図である。It is a top view for demonstrating an example of the thermoelectric conversion module of this invention. 本発明の熱電変換モジュールの一例を説明するための上面図である。It is a top view for demonstrating an example of the thermoelectric conversion module of this invention. 本発明の熱電変換モジュールの一例を説明するための正面図である。It is a front view for demonstrating an example of the thermoelectric conversion module of this invention. 本発明の熱電変換素子に用いられる基板の別の例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows another example of the board | substrate used for the thermoelectric conversion element of this invention. 本発明の熱電変換モジュールに用いられる基板の別の例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows another example of the board | substrate used for the thermoelectric conversion module of this invention.

以下に、本発明の熱電変換素子の好適態様について説明する。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本発明の熱電変換素子の特徴点の一つとしては、電極、および、電極上に固定された、芳香環を有する密着層を含む処理電極を使用している点が挙げられる。本発明者らは、従来技術において、CNTを用いた熱電変換層は電極との密着性が劣るため、熱電変換層と電極との間に空隙が生じやすく、結果として熱電変換層と電極との間での抵抗が増大し、熱電特性が劣化していることを知見した。そこで、本発明者らは、芳香環を有する密着層を含む処理電極を用いることにより、その処理電極と接触して配置される熱電変換層に含まれるCNTと、処理電極の表面にある密着層由来の芳香環とが相互作用して、処理電極と熱電変換層との密着性がより向上することを知見している。また、処理電極と熱電変換層との密着性が向上することに伴い、熱電変換素子を折り曲げた際にも、熱電変換層が処理電極から剥がれにくくなり、結果として特性(特に、抵抗値)の劣化が抑制されることも知見している。
Below, the suitable aspect of the thermoelectric conversion element of this invention is demonstrated. In the present specification, a numerical range represented by using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
One of the features of the thermoelectric conversion element of the present invention is that a processing electrode including an electrode and an adhesion layer having an aromatic ring fixed on the electrode is used. In the prior art, since the thermoelectric conversion layer using CNT has poor adhesion to the electrode in the prior art, voids are easily generated between the thermoelectric conversion layer and the electrode, and as a result, the thermoelectric conversion layer and the electrode It was found that the resistance between them increased and the thermoelectric properties deteriorated. Therefore, the present inventors have used a processing electrode including an adhesion layer having an aromatic ring, whereby the CNT contained in the thermoelectric conversion layer disposed in contact with the processing electrode and the adhesion layer on the surface of the processing electrode. It has been found that the aromatic ring derived from the interaction interacts to further improve the adhesion between the processing electrode and the thermoelectric conversion layer. In addition, as the adhesion between the processing electrode and the thermoelectric conversion layer is improved, the thermoelectric conversion layer becomes difficult to peel off from the processing electrode even when the thermoelectric conversion element is bent. As a result, characteristics (especially resistance value) are improved. It is also known that deterioration is suppressed.

<第1実施態様>
図1に、本発明の熱電変換素子の第1実施態様を概念的に示す。
図1に示すように、熱電変換素子1Aは、基板2と、基板2上でそれぞれ離間した位置に配置された第1処理電極3Aおよび第2処理電極4Aと、基板2上で第1処理電極3Aおよび第2処理電極4Aと接するように配置された熱電変換層5と、熱電変換層5上に配置された保護基板6とを有する。熱電変換素子1の使用時においては、図1に示すように、矢印の方向に温度差が付与される。
第1処理電極3Aの熱電変換層5と接する表面3asおよび第2処理電極4Aの熱電変換層5と接する表面4asに、図示しない密着層の表面が位置する。つまり、第1処理電極3Aは、基板2上に配置された電極と、電極上に固定され、基板2と接していない電極表面を覆う密着層とを有し、密着層の表面が表面3asに位置する。また、第2処理電極4Aも、基板2上に配置された電極と、電極上に固定され、基板2と接していない電極表面を覆う密着層とを有し、密着層の表面が表面4asに位置する。このように、処理電極中の密着層が熱電変換層と接触している。
なお、上記態様では、第1処理電極3Aおよび第2処理電極4Aは基板2上に配置されているが、熱電変換層5と接触していればその位置は特に制限されない。また、第1処理電極3Aおよび第2処理電極4Aのそれぞれ少なくとも一部が、熱電変換層5と接触していればよい。
以下、熱電変換素子を構成する各部材について詳述する。
<First Embodiment>
FIG. 1 conceptually shows a first embodiment of the thermoelectric conversion element of the present invention.
As shown in FIG. 1, the thermoelectric conversion element 1 </ b> A includes a substrate 2, a first processing electrode 3 </ b> A and a second processing electrode 4 </ b> A that are disposed on the substrate 2, and a first processing electrode on the substrate 2. The thermoelectric conversion layer 5 is disposed so as to be in contact with 3A and the second processing electrode 4A, and the protective substrate 6 is disposed on the thermoelectric conversion layer 5. When the thermoelectric conversion element 1 is used, a temperature difference is given in the direction of the arrow as shown in FIG.
The surface of the adhesion layer (not shown) is located on the surface 3as of the first processing electrode 3A in contact with the thermoelectric conversion layer 5 and the surface 4as of the second processing electrode 4A in contact with the thermoelectric conversion layer 5. That is, the first processing electrode 3A includes an electrode disposed on the substrate 2 and an adhesion layer that is fixed on the electrode and covers the electrode surface that is not in contact with the substrate 2, and the surface of the adhesion layer is on the surface 3as. To position. The second processing electrode 4A also includes an electrode disposed on the substrate 2 and an adhesion layer that is fixed on the electrode and covers the electrode surface that is not in contact with the substrate 2, and the surface of the adhesion layer is on the surface 4as. To position. Thus, the adhesion layer in the processing electrode is in contact with the thermoelectric conversion layer.
In the above embodiment, the first processing electrode 3A and the second processing electrode 4A are disposed on the substrate 2, but the positions thereof are not particularly limited as long as they are in contact with the thermoelectric conversion layer 5. Further, it is only necessary that at least a part of each of the first processing electrode 3 </ b> A and the second processing electrode 4 </ b> A is in contact with the thermoelectric conversion layer 5.
Hereinafter, each member which comprises a thermoelectric conversion element is explained in full detail.

[基板]
基板は後述する各種部材を支持する機能を果たせばその種類は特に制限されないが、電極の形成時および熱電変換層の形成時に影響を受けにくい基板を選択することが好ましい。
このような基板としては、例えば、樹脂基板、ガラス基板、透明セラミックス基板、金属基板等が挙げられ、なかでも、コストおよび柔軟性の観点から、樹脂基板が好ましい。
より具体的には、樹脂基板としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ(1,4−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート)、ポリエチレン−2,6−フタレンジカルボキシレート等からなるポリエステル基板、ゼオノアフィルム(商品名、日本ゼオン社製)、アートンフィルム(商品名、JSR社製)、スミライトFS1700(商品名、住友ベークライト社製)等のポリシクロオレフィン基板、カプトン(商品名、東レ・デュポン社製)、アピカル(商品名、カネカ社製)、ユーピレックス(商品名、宇部興産社製)、ポミラン(商品名、荒川化学社製)等のポリイミド基板、ピュアエース(商品名、帝人化成社製)、エルメック(商品名、カネカ社製)等のポリカーボネート基板、スミライトFS1100(商品名、住友ベークライト社製)等のポリエーテルエーテルケトン基板、トレリナ(商品名、東レ社製)等のポリフェニルスルフィド基板、ポリアセタール基板、ポリアミド基板、ポリフェニレンエーテル基板、ポリオレフィン基板(例えば、ポリエチレン基板)、ポリスチレン基板、ポリアリレート基板、ポリサルフォン基板、ポリエーテルサルフォン基板、フッ素樹脂基板、および、液晶ポリマー基板等が挙げられる。入手の容易性、耐熱性(好ましくは100℃以上)、および、本発明の効果がより優れる点から、ポリイミド基板が好ましい。
[substrate]
The type of the substrate is not particularly limited as long as it functions to support various members to be described later. However, it is preferable to select a substrate that is not easily affected during the formation of the electrodes and the thermoelectric conversion layer.
Examples of such a substrate include a resin substrate, a glass substrate, a transparent ceramic substrate, and a metal substrate. Among these, a resin substrate is preferable from the viewpoint of cost and flexibility.
More specifically, examples of the resin substrate include polyethylene terephthalate, polyethylene isophthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene terephthalate, poly (1,4-cyclohexylenedimethylene terephthalate), polyethylene-2,6-phthalenedicarboxyl. Polycycloolefin substrates such as polyester substrates made of a rate, ZEONOR film (trade name, manufactured by ZEON CORPORATION), Arton film (trade name, manufactured by JSR), Sumilite FS1700 (trade name, manufactured by Sumitomo Bakelite), Kapton ( Product name, Toray DuPont), Apical (trade name, manufactured by Kaneka), Upilex (trade name, manufactured by Ube Industries), Pomilan (trade name, manufactured by Arakawa Chemical Co., Ltd.) and other polyimide substrates, Pure Ace (product) Name, manufactured by Teijin Chemicals Ltd.), Elmec A polycarbonate substrate such as a trade name, manufactured by Kaneka), a polyether ether ketone substrate such as Sumilite FS1100 (trade name, manufactured by Sumitomo Bakelite), a polyphenyl sulfide substrate such as Torelina (trade name, manufactured by Toray), a polyacetal substrate, Examples include a polyamide substrate, a polyphenylene ether substrate, a polyolefin substrate (for example, a polyethylene substrate), a polystyrene substrate, a polyarylate substrate, a polysulfone substrate, a polyether sulfone substrate, a fluororesin substrate, and a liquid crystal polymer substrate. A polyimide substrate is preferable from the viewpoint of easy availability, heat resistance (preferably 100 ° C. or higher), and more excellent effects of the present invention.

基板の厚さは、取り扱い性、耐久性等の点から、好ましくは1〜3000μm、より好ましく5〜1000μm、さらに好ましくは5〜1000μm、特に好ましくは5〜800μmである。   The thickness of the substrate is preferably 1 to 3000 μm, more preferably 5 to 1000 μm, still more preferably 5 to 1000 μm, and particularly preferably 5 to 800 μm from the viewpoints of handleability and durability.

なお、熱電変換素子の熱電変換特性がより優れる、および/または、熱電変換素子の耐曲げ性がより優れる点(以後、単に「本発明の効果がより優れる点」とも称する)で、樹脂基板としては、その表面にエネルギー線照射が施された樹脂基板が好ましく挙げられる。このような処理が施された樹脂基板であれば、熱電変換層との密着性により優れる。
エネルギー線照射の方法は特に制限されず、例えば、コロナ放電を利用したコロナ処理、プラズマ雰囲気にさらすプラズマ処理、紫外線照射を行う紫外線照射処理(好ましくは、オゾン雰囲気での紫外線照射を行うUV(紫外線)オゾン処理)、電子線を照射するEB(Electoron Beam)照射処理等、公知の処理方法を用いることができ、好ましくは、プラズマ処理、コロナ処理、UVオゾン処理が挙げられる。
In addition, as a resin substrate, the thermoelectric conversion characteristics of the thermoelectric conversion element are more excellent and / or the bending resistance of the thermoelectric conversion element is more excellent (hereinafter simply referred to as “the effect of the present invention is more excellent”). Preferably, a resin substrate whose surface is irradiated with energy rays is preferably used. A resin substrate that has been subjected to such treatment is more excellent in adhesion to the thermoelectric conversion layer.
The method of energy beam irradiation is not particularly limited. For example, corona treatment using corona discharge, plasma treatment exposed to a plasma atmosphere, ultraviolet irradiation treatment that performs ultraviolet irradiation (preferably UV (ultraviolet light that performs ultraviolet irradiation in an ozone atmosphere) ) Ozone treatment), and EB (Electoron Beam) irradiation treatment that irradiates an electron beam can be used, and preferred examples include plasma treatment, corona treatment, and UV ozone treatment.

[第1処理電極および第2処理電極]
第1処理電極および第2処理電極は、後述する熱電変換層と接して配置され、熱電変換層と電気的に接続された部材である。
第1処理電極および第2処理電極は、電極、および、電極上に固定された、芳香環を有する密着層を含む。なお、後段で詳述するように、このような処理電極は、電極を所定の有機化合物により表面処理することにより得られ、電極の表面に芳香環が導入される。
この密着層は、電極上に固定されている。固定とは後段で詳述するが、密着層に含まれる所定の基が電極と吸着または結合することにより、密着層が電極と強く密着していることを意図する。
また、密着層に芳香環があることにより、CNTとの相互作用が向上し、結果として処理電極と熱電変換層との密着性がより向上し、熱電変換特性(特に、発電量)が向上する。
なお、図1においては、一対の電極の両方が処理電極であるが、この態様に制限されず、電極の少なくとも1つが所定の処理電極であればよい。
以下では、まず、密着層の構成について詳述する。
[First processing electrode and second processing electrode]
The first processing electrode and the second processing electrode are members that are disposed in contact with a thermoelectric conversion layer described later and are electrically connected to the thermoelectric conversion layer.
The first processing electrode and the second processing electrode include an electrode and an adhesion layer having an aromatic ring fixed on the electrode. As will be described in detail later, such a treated electrode is obtained by surface-treating the electrode with a predetermined organic compound, and an aromatic ring is introduced on the surface of the electrode.
This adhesion layer is fixed on the electrode. Although fixing is described in detail later, it is intended that the adhesion layer is strongly adhered to the electrode by adsorbing or bonding a predetermined group contained in the adhesion layer to the electrode.
In addition, the presence of the aromatic ring in the adhesion layer improves the interaction with CNT, and as a result, the adhesion between the processing electrode and the thermoelectric conversion layer is further improved, and the thermoelectric conversion characteristics (particularly, power generation amount) are improved. .
In FIG. 1, both of the pair of electrodes are processing electrodes. However, the present invention is not limited to this mode, and at least one of the electrodes may be a predetermined processing electrode.
In the following, first, the configuration of the adhesion layer will be described in detail.

[密着層]
密着層は、電極上に固定された、芳香環を有する層である。この密着層が電極と熱電変換層との間に介在することにより、両者の密着性がより向上する。
なお、密着層は、基板上に配置された電極の基板と接している面以外の全面を覆っていてもよいし、一部を覆っていてもよい。つまり、密着層は、電極と熱電変換層との間に介在するように、電極表面の少なくとも一部を覆うように固定されていればよい。
[Adhesion layer]
The adhesion layer is a layer having an aromatic ring fixed on the electrode. When this adhesion layer is interposed between the electrode and the thermoelectric conversion layer, the adhesion between them is further improved.
Note that the adhesion layer may cover the entire surface other than the surface in contact with the substrate of the electrode disposed on the substrate, or may cover a part thereof. That is, the adhesion layer may be fixed so as to cover at least a part of the electrode surface so as to be interposed between the electrode and the thermoelectric conversion layer.

密着層は、電極上に固定されている。つまり、密着層に含まれる所定の基が電極と吸着または結合することにより、密着層が電極と強く密着していることを意図する。ここで、密着層に含まれる所定の基としては、例えば、後述する吸着性基が挙げられ、これらの基は電極表面上に吸着し得る。また、後述する−M(X)3−n(R)で表される基は、加水分解することにより、電極表面上に結合し得る(化学結合を形成し得る)。なお、これらの所定の基は、例えば、密着層中に含まれる有機化合物由来の基に該当する。The adhesion layer is fixed on the electrode. That is, it is intended that the adhesion layer is strongly adhered to the electrode when a predetermined group contained in the adhesion layer is adsorbed or bonded to the electrode. Here, examples of the predetermined group contained in the adhesion layer include an adsorbing group described later, and these groups can be adsorbed on the electrode surface. In addition, a group represented by -M (X) 3-n (R) n , which will be described later, can be bonded to the electrode surface by hydrolysis (can form a chemical bond). In addition, these predetermined groups correspond to the group derived from the organic compound contained in an adhesion layer, for example.

密着層は、芳香環(芳香環基)を有する。芳香環は、例えば、密着層を構成する成分(有機化合物)に由来する。
芳香環としては、炭化水素芳香環であっても、複素芳香環であってもよい。
炭化水素芳香環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、アズレン環、クリセン環、ペリレン環、トリフェニレン環、ペンタレン環、インダセン環、フルオランテン環、アセフェナントリレン環、アセアントリレン環、ナフタセン環、ペンタフェン環、ペンタセン環、および、ヘキサフェン環等が挙げられる。
複素芳香環としては、例えば、フラン環、チオフェン環、ピロール環、ピロリン環、ピロリジン環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、イミダゾリン環、イミダゾリジン環、ピラゾール環、ピラゾリン環、ピラゾリジン環、トリアゾール環、フラザン環、テトラゾール環、ピラン環、チイン環、ピリジン環、ピペリジン環、オキサジン環、モルホリン環、チアジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピペラジン環、トリアジン環、ベンゾフラン環、イソベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、インドール環、インドリン環、イソインドール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、キノリン環、イソキノリン環、シンノリン環、フタラジン環、キナゾリン環、キノキサリン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、カルバゾール環、キサンテン環、アクリジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、フェナジン環、フェノキサジン環、チアントレン環、インドリジン環、キノリジン環、キヌクリジン環、ナフチリジン環、プリン環、および、プテリジン環等が挙げられる。
The adhesion layer has an aromatic ring (aromatic ring group). An aromatic ring originates in the component (organic compound) which comprises an adhesion layer, for example.
The aromatic ring may be a hydrocarbon aromatic ring or a heteroaromatic ring.
Examples of the hydrocarbon aromatic ring include a benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, pyrene ring, azulene ring, chrysene ring, perylene ring, triphenylene ring, pentalene ring, indacene ring, fluoranthene ring, and acephenanthrylene ring. , An asanthrylene ring, a naphthacene ring, a pentaphen ring, a pentacene ring, a hexaphen ring, and the like.
Examples of the heteroaromatic ring include furan ring, thiophene ring, pyrrole ring, pyrroline ring, pyrrolidine ring, oxazole ring, isoxazole ring, thiazole ring, isothiazole ring, imidazole ring, imidazoline ring, imidazolidine ring, pyrazole ring, Pyrazoline ring, pyrazolidine ring, triazole ring, furazane ring, tetrazole ring, pyran ring, thiyne ring, pyridine ring, piperidine ring, oxazine ring, morpholine ring, thiazine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, piperazine ring, triazine ring , Benzofuran ring, isobenzofuran ring, benzothiophene ring, indole ring, indoline ring, isoindole ring, benzoxazole ring, benzothiazole ring, indazole ring, benzimidazole ring, quinoline ring, isoquinoline ring, cinno Ring, phthalazine ring, quinazoline ring, quinoxaline ring, dibenzofuran ring, dibenzothiophene ring, carbazole ring, xanthene ring, acridine ring, phenanthridine ring, phenanthroline ring, phenazine ring, phenoxazine ring, thianthrene ring, indolizine ring, A quinolidine ring, a quinuclidine ring, a naphthyridine ring, a purine ring, a pteridine ring, etc. are mentioned.

また、芳香環としては、単環芳香環であっても、多環芳香環(縮合多環芳香環)であってもよい。なかでも、本発明の効果がより優れる点で、多環芳香環が好ましく、環数が3以上の多環芳香環がより好ましい。なお、多環芳香環の環数の上限は特に制限されないが、10以下の場合が多く、5以下の場合がより多い。
多環芳香環とは、2以上の芳香環が縮合して形成される環構造である。
The aromatic ring may be a monocyclic aromatic ring or a polycyclic aromatic ring (condensed polycyclic aromatic ring). Among these, a polycyclic aromatic ring is preferable and a polycyclic aromatic ring having 3 or more rings is more preferable in that the effect of the present invention is more excellent. The upper limit of the number of polycyclic aromatic rings is not particularly limited, but is often 10 or less, and more often 5 or less.
A polycyclic aromatic ring is a ring structure formed by condensation of two or more aromatic rings.

密着層の好適態様の一つとしては、密着層には芳香環を有する有機化合物(以後、単に「有機化合物」とも称する)が含まれることが好ましい。
有機化合物は、低分子化合物であっても、高分子化合物であってもよい。なお、低分子化合物とは分子量が2000以下の化合物を意図し、高分子化合物とは分子量が2000超の化合物を意図する。なお、有機化合物の分子量が多分散である場合、重量平均分子量が2000以下、または、2000超であるかによって、低分子化合物または高分子化合物であるかを判断する。
なかでも、電極表面を被覆する際に欠陥の発生がより抑制される点で、低分子化合物が好ましい。
As one preferred embodiment of the adhesion layer, the adhesion layer preferably contains an organic compound having an aromatic ring (hereinafter also simply referred to as “organic compound”).
The organic compound may be a low molecular compound or a high molecular compound. In addition, a low molecular compound intends a compound with a molecular weight of 2000 or less, and a high molecular compound intends a compound with a molecular weight of more than 2000. In addition, when the molecular weight of the organic compound is polydispersed, it is determined whether the organic compound is a low molecular compound or a high molecular compound depending on whether the weight average molecular weight is 2000 or less or more than 2000.
Especially, a low molecular weight compound is preferable at the point by which generation | occurrence | production of a defect is suppressed more, when coat | covering the electrode surface.

有機化合物には、芳香環(芳香環基)が含まれる。つまり、芳香環構造が含まれる。芳香環の定義は、上述の通りである。   The organic compound includes an aromatic ring (aromatic ring group). That is, an aromatic ring structure is included. The definition of the aromatic ring is as described above.

有機化合物としては、本発明の効果がより優れる点で、チオール基、ジスルフィド基、スルホン酸基、アミノ基、カルボキシル基、および、リン酸基からなる群から選択される少なくとも1種の吸着性基と芳香環と有する第1化合物、または、−M(X)3−n(R)で表される基と芳香環とを有する第2化合物、その加水分解物、若しくは、その加水分解縮合物が好ましく挙げられる。
第1化合物に含まれる吸着性基は、電極表面に吸着し、電極と密着層との密着性を高める。また、第2化合物、その加水分解物、および、その加水分解縮合物は、電極表面と結合を形成することができ、例えば、第2化合物の加水分解縮合物中のM−OH基と電極表面のOH基との間で縮合反応が進行し、化学結合が形成されていてもよい。
上述したように、有機化合物には、後述する吸着性基や−M(X)3−n(R)で表される基が含まれていてもよく、本発明の効果がより優れる点で、チオール基、ジスルフィド基、リン酸基、および、カルボキシル基からなる群から選択される少なくとも1種が含まれることが好ましい。
As the organic compound, at least one kind of adsorptive group selected from the group consisting of a thiol group, a disulfide group, a sulfonic acid group, an amino group, a carboxyl group, and a phosphoric acid group in that the effect of the present invention is more excellent. And a first compound having an aromatic ring, or a second compound having a group represented by -M (X) 3-n (R) n and an aromatic ring, a hydrolyzate thereof, or a hydrolysis condensate thereof Are preferred.
The adsorptive group contained in the first compound is adsorbed on the electrode surface and improves the adhesion between the electrode and the adhesion layer. Further, the second compound, its hydrolyzate, and its hydrolysis condensate can form a bond with the electrode surface. For example, the M-OH group in the hydrolyzed condensate of the second compound and the electrode surface A chemical reaction may be formed by the condensation reaction proceeding with the OH group.
As described above, the organic compound may contain an adsorptive group described later and a group represented by -M (X) 3-n (R) n , and the effects of the present invention are more excellent. , A thiol group, a disulfide group, a phosphate group, and at least one selected from the group consisting of carboxyl groups are preferably included.

なお、後述する電極を構成する材料によって、最適な吸着性基が選択されることが好ましい。例えば、電極を構成する材料が、後段で示す標準電極電位E0が0Vより小さい材料である場合、電極表面が一部酸化されているものが多いため、吸着性基としてはカルボキシル基、リン酸基が好ましく、標準電極電位が0Vより大きい材料である場合、電極表面が酸化されていないため、吸着性基としてはチオール基、ジスルフィド基が好ましい。
なお、標準電極電位E0は、25℃の水溶液中における標準電極電位であり、日本化学会編,”化学便覧(基礎編II)”,改訂5版,丸善,pp581−584(2004)に記載の数値を使用することができる。
In addition, it is preferable that an optimal adsorptive group is selected by the material which comprises the electrode mentioned later. For example, when the material constituting the electrode is a material whose standard electrode potential E0 shown later is smaller than 0 V, the electrode surface is often partially oxidized, so that the adsorptive groups include carboxyl groups and phosphate groups. In the case where the standard electrode potential is greater than 0 V, the electrode surface is not oxidized. Therefore, the adsorptive group is preferably a thiol group or a disulfide group.
The standard electrode potential E0 is a standard electrode potential in an aqueous solution at 25 ° C., and is described in the Chemical Society of Japan, “Chemical Handbook (Basics II)”, Rev. 5, Maruzen, pp581-584 (2004). Numeric values can be used.

なお、−M(X)3−n(R)で表される基は、*−M(X)3−n(R)で表されるように、*の位置で他の基と結合する。
−M(X)3−n(R)で表される基中、Mは、Si(ケイ素原子)、Ti(チタン原子)またはZr(ジルコニウム原子)を表す。なかでも、本発明の効果がより優れる点で、Siが好ましい。
Xは、加水分解性基を表す。加水分解性基とは、Mに直結し、加水分解反応および/または縮合反応を進行し得る基であり、例えば、アルコキシ基、ハロゲン原子、アシルオキシ基、および、アルケニルオキシ基等が挙げられる。なかでも、取り扱い性がより優れる点で、アルコキシ基が好ましい。アルコキシ基中の炭素原子の数は特に制限されないが、反応性に優れる点で、1〜5が好ましく、1〜3がより好ましい。
なお、Xが複数ある場合は、複数のXは同一であっても、異なっていてもよい。
In addition, the group represented by -M (X) 3-n (R) n is bonded to another group at the position of * as represented by * -M (X) 3-n (R) n. To do.
-M (X) 3-n (R) In the group represented by n , M represents Si (silicon atom), Ti (titanium atom) or Zr (zirconium atom). Especially, Si is preferable at the point which the effect of this invention is more excellent.
X represents a hydrolyzable group. The hydrolyzable group is a group that is directly connected to M and can proceed with a hydrolysis reaction and / or a condensation reaction, and examples thereof include an alkoxy group, a halogen atom, an acyloxy group, and an alkenyloxy group. Among these, an alkoxy group is preferable in terms of better handleability. The number of carbon atoms in the alkoxy group is not particularly limited, but 1 to 5 is preferable and 1 to 3 is more preferable in terms of excellent reactivity.
When there are a plurality of Xs, the plurality of Xs may be the same or different.

Rは、1価の有機基(ただし、加水分解性基を除く。)を表す。
1価の有機基としては、加水分解性基および水酸基以外の有機基であればよく、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルカルボニル基、シクロアルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルキルオキシカルボニル基、シクロアルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルキルアミノカルボニル基、シクロアルキルアミノカルボニル基、アリールアミノカルボニル基、または、これらを組み合わせた基が挙げられる。なかでも、炭素数1〜6のアルキル基、アリール基が好ましく挙げられる。
なお、1価の有機基には、芳香環が含まれていてもよい。
R represents a monovalent organic group (excluding a hydrolyzable group).
The monovalent organic group may be any organic group other than a hydrolyzable group and a hydroxyl group. For example, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkylcarbonyl group, a cycloalkylcarbonyl group, an arylcarbonyl group, an alkyloxy group Examples thereof include a carbonyl group, a cycloalkyloxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an alkylaminocarbonyl group, a cycloalkylaminocarbonyl group, an arylaminocarbonyl group, or a combination thereof. Especially, a C1-C6 alkyl group and an aryl group are mentioned preferably.
The monovalent organic group may include an aromatic ring.

nは、0、1または2を表す。なかでも、本発明の効果がより優れる点で、0または1が好ましく、0がより好ましい。   n represents 0, 1 or 2. Especially, 0 or 1 is preferable at the point which the effect of this invention is more excellent, and 0 is more preferable.

また、第2化合物の加水分解物とは、第2化合物中の加水分解性基が加水分解して得られる化合物を意図する。なお、上記加水分解物は、加水分解性基のすべてが加水分解されているもの(完全加水分解物)であっても、加水分解性基の一部が加水分解されているもの(部分加水分解物)であってもよい。つまり、上記加水分解物は、完全加水分解物、部分加水分解物、または、これらの混合物であってもよい。
また、第2化合物の加水分解縮合物とは、第2化合物中の加水分解性基が加水分解し、得られた加水分解物を縮合して得られる化合物を意図する。なお、上記加水分解縮合物としては、すべての加水分解性基が加水分解され、かつ、加水分解物がすべて縮合されているもの(完全加水分解縮合物)であっても、一部の加水分解性基が加水分解され、一部の加水分解物が縮合しているもの(部分加水分解縮合物)であってもよい。つまり、上記加水分解縮合物は、完全加水分解縮合物、部分加水分解縮合物、または、これらの混合物であってもよい。
Moreover, the hydrolyzate of a 2nd compound intends the compound obtained by hydrolyzing the hydrolysable group in a 2nd compound. In addition, even if all the hydrolyzable groups are hydrolyzed (completely hydrolyzed), the hydrolyzate is partially hydrolyzed (partially hydrolyzed). Thing). That is, the hydrolyzate may be a complete hydrolyzate, a partial hydrolyzate, or a mixture thereof.
Moreover, the hydrolysis condensate of a 2nd compound intends the compound obtained by hydrolyzing the hydrolyzable group in a 2nd compound, and condensing the obtained hydrolyzate. The hydrolysis condensate may be partially hydrolyzed even if all hydrolyzable groups are hydrolyzed and the hydrolyzate is all condensed (completely hydrolyzed condensate). The functional group may be hydrolyzed and a part of the hydrolyzate may be condensed (partially hydrolyzed condensate). That is, the hydrolysis condensate may be a complete hydrolysis condensate, a partial hydrolysis condensate, or a mixture thereof.

有機化合物には、他の任意の官能基が含まれていてもよい。
例えば、芳香環と上記吸着性基(または、−M(X)3−n(R)で表される基)との間には、2価の連結基が含まれていてもよい。2価の連結基の定義は、後述の通りである。
The organic compound may contain other arbitrary functional groups.
For example, a divalent linking group may be included between the aromatic ring and the adsorptive group (or a group represented by -M (X) 3-n (R) n ). The definition of a bivalent coupling group is as below-mentioned.

(好適態様)
有機化合物の好適態様の一つとしては、本発明の効果がより優れる点で、式(1)で表される化合物、式(2)で表される化合物、または、式(3)で表される繰り返し単位および式(4)で表される繰り返し単位を有する化合物(高分子)、または、式(5)で表される化合物、その加水分解物、若しくは、その加水分解縮合物が挙げられる。
式(1) X1−L−Y
式(2) Y−L−X2−L−Y
式(5) X3−L−Y
(Preferred embodiment)
As one of the preferred embodiments of the organic compound, the compound represented by the formula (1), the compound represented by the formula (2), or the formula (3) is preferable in that the effect of the present invention is more excellent. A compound (polymer) having a repeating unit represented by formula (4) and a compound represented by formula (5), a hydrolyzate thereof, or a hydrolysis condensate thereof.
Formula (1) X1-LY
Formula (2) YL-X2-LY
Formula (5) X3-LY

式(1)および式(3)中、X1は、チオール基、スルホン酸基、アミノ基、カルボキシル基、または、リン酸基を表す。なかでも、X1としては、チオール基、カルボキシル基がより好ましい。
式(2)中、X2は、ジスルフィド基を表す。
In formula (1) and formula (3), X1 represents a thiol group, a sulfonic acid group, an amino group, a carboxyl group, or a phosphoric acid group. Especially, as X1, a thiol group and a carboxyl group are more preferable.
In formula (2), X2 represents a disulfide group.

式(1)〜式(5)中、Lは、単結合、または、2価の連結基を表す。2価の連結基としては、例えば、2価の炭化水素基(2価の飽和炭化水素基であっても、2価の芳香族炭化水素基であってもよい。2価の飽和炭化水素基としては、直鎖状、分岐状または環状であってもよく、炭素数1〜20であることが好ましく、炭素数3〜20であることがより好ましく、炭素数5〜20であることがさらに好ましく、例えば、アルキレン基が挙げられる。また、2価の芳香族炭化水素基としては、炭素数5〜20であることが好ましく、例えば、フェニレン基が挙げられる。それ以外にも、アルケニレン基、アルキニレン基であってもよい。)、2価の複素環基、−O−、−S−、−SO2−、−NR−、−CO−、−COO−、−CONR−、−SO3−、−SO2NR−、または、これらを2種以上組み合わせた基(例えば、アルキレンオキシ基、アルキレンオキシカルボニル基、アルキレンカルボニルオキシ基等)等が挙げられる。なかでも、アルキレン基、−O−、−COO−、−SO3−、または、これらの組み合わせが好ましい。ここで、Rは、水素原子またはアルキル基(好ましくは炭素数1〜10)を表す。In formula (1) to formula (5), L represents a single bond or a divalent linking group. Examples of the divalent linking group include a divalent hydrocarbon group (a divalent saturated hydrocarbon group or a divalent aromatic hydrocarbon group. A divalent saturated hydrocarbon group may be used. May be linear, branched or cyclic, preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably has 3 to 20 carbon atoms, and further preferably has 5 to 20 carbon atoms. Preferred examples include an alkylene group, and the divalent aromatic hydrocarbon group preferably has 5 to 20 carbon atoms, such as a phenylene group, in addition to alkenylene groups, It may be an alkynylene group.) Divalent heterocyclic group, —O—, —S—, —SO 2 —, —NR L —, —CO—, —COO—, —CONR L —, —SO 3 -, - SO 2 NR L -, or two or more kinds of these pairs The combined group (e.g., alkyleneoxy group, an alkyleneoxy carbonyl group, an alkylene carbonyl group etc.) and the like. Among these, an alkylene group, —O—, —COO—, —SO 3 —, or a combination thereof is preferable. Here, RL represents a hydrogen atom or an alkyl group (preferably having 1 to 10 carbon atoms).

式(1)、式(2)、式(4)、および、式(5)中、Yは、置換または無置換の芳香環を表す。芳香環の定義は、上述の通りである。
なお、Yで表される芳香環には、置換基が置換していてもよい。置換基としては、例えば、上記1価の有機基として例示した基(例えば、アルキル基)が挙げられる。
In formula (1), formula (2), formula (4), and formula (5), Y represents a substituted or unsubstituted aromatic ring. The definition of the aromatic ring is as described above.
The aromatic ring represented by Y may be substituted with a substituent. As a substituent, the group (for example, alkyl group) illustrated as said monovalent organic group is mentioned, for example.

式(3)および式(4)中、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子またはアルキル基(好ましくは、メチル基)を表す。In formula (3) and formula (4), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group (preferably a methyl group).

式(5)中、X3は、−M(X)3−n(R)で表される基を表す。M、X、R、およびnの定義は、上述の通りである。
また、式(5)で表される化合物の加水分解物とは、式(5)で表される化合物中の加水分解性基が加水分解して得られる化合物を意図する。なお、上記加水分解物は、加水分解性基のすべてが加水分解されているもの(完全加水分解物)であっても、加水分解性基の一部が加水分解されているもの(部分加水分解物)であってもよい。つまり、上記加水分解物は、完全加水分解物、部分加水分解物、または、これらの混合物であってもよい。
また、式(5)で表される化合物の加水分解縮合物とは、式(5)で表される化合物中の加水分解性基が加水分解し、得られた加水分解物を縮合して得られる化合物を意図する。なお、上記加水分解縮合物としては、すべての加水分解性基が加水分解され、かつ、加水分解物がすべて縮合されているもの(完全加水分解縮合物)であっても、一部の加水分解性基が加水分解され、一部の加水分解物が縮合しているもの(部分加水分解縮合物)であってもよい。つまり、上記加水分解縮合物は、完全加水分解縮合物、部分加水分解縮合物、または、これらの混合物であってもよい。
In Formula (5), X3 represents a group represented by -M (X) 3-n (R) n . The definitions of M, X, R, and n are as described above.
Moreover, the hydrolyzate of the compound represented by Formula (5) intends the compound obtained by hydrolyzing the hydrolyzable group in the compound represented by Formula (5). In addition, even if all the hydrolyzable groups are hydrolyzed (completely hydrolyzed), the hydrolyzate is partially hydrolyzed (partially hydrolyzed). Thing). That is, the hydrolyzate may be a complete hydrolyzate, a partial hydrolyzate, or a mixture thereof.
The hydrolysis condensate of the compound represented by formula (5) is obtained by hydrolyzing the hydrolyzable group in the compound represented by formula (5) and condensing the obtained hydrolyzate. Intended compounds. The hydrolysis condensate may be partially hydrolyzed even if all hydrolyzable groups are hydrolyzed and the hydrolyzate is all condensed (completely hydrolyzed condensate). The functional group may be hydrolyzed and a part of the hydrolyzate may be condensed (partially hydrolyzed condensate). That is, the hydrolysis condensate may be a complete hydrolysis condensate, a partial hydrolysis condensate, or a mixture thereof.

式(3)で表される繰り返し単位および式(4)で表される繰り返し単位を有する化合物(高分子)の重量平均分子量は特に制限されないが、取り扱い性の点から、3000〜500000が好ましい。
化合物中における式(3)で表される繰り返し単位の含有量は特に制限されないが、全繰り返し単位に対して、10〜90モル%が好ましく、20〜80モル%がより好ましい。
化合物中における式(4)で表される繰り返し単位の含有量は特に制限されないが、全繰り返し単位に対して、10〜90モル%が好ましく、20〜80モル%がより好ましい。
なお、式(3)で表される繰り返し単位および式(4)で表される繰り返し単位を有する化合物(高分子)は、その他の繰り返し単位(他の共重合成分由来の繰り返し単位)を有していてもよい。
The weight average molecular weight of the compound (polymer) having the repeating unit represented by the formula (3) and the repeating unit represented by the formula (4) is not particularly limited, but is preferably from 3,000 to 500,000 from the viewpoint of handleability.
Although content in particular of the repeating unit represented by Formula (3) in a compound is not restrict | limited, 10-90 mol% is preferable with respect to all the repeating units, and 20-80 mol% is more preferable.
Although content in particular of the repeating unit represented by Formula (4) in a compound is not restrict | limited, 10-90 mol% is preferable with respect to all the repeating units, and 20-80 mol% is more preferable.
In addition, the compound (polymer) having the repeating unit represented by formula (3) and the repeating unit represented by formula (4) has other repeating units (repeating units derived from other copolymerization components). It may be.

上記有機化合物(例えば、第1化合物、および、第2化合物)の具体例としては、例えば、以下の表に示される化合物が挙げられる。   Specific examples of the organic compound (for example, the first compound and the second compound) include compounds shown in the following table.

(電極)
処理電極中の電極を構成する電極材料としては、必要な導電率を有するものであれば、各種の材料で形成可能である。
具体的には、銅、銀、金、白金、ニッケル、アルミニウム、コンスタンタン、クロム、インジウム、鉄、銅合金等の金属材料、酸化インジウムスズ(ITO)または酸化亜鉛(ZnO)等の各種のデバイスで透明電極として利用されている材料等が例示される。なかでも、銅、金、銀、白金、ニッケル、銅合金、アルミニウム、または、コンスタンタン等は好ましく例示され、銅、金、銀、白金、または、ニッケルはより好ましく例示される。
(electrode)
As an electrode material which comprises the electrode in a process electrode, if it has required electrical conductivity, it can form with various materials.
Specifically, in various devices such as copper, silver, gold, platinum, nickel, aluminum, constantan, chromium, indium, iron, copper alloy, and other metal materials, indium tin oxide (ITO) or zinc oxide (ZnO) Examples include materials used as transparent electrodes. Especially, copper, gold | metal | money, silver, platinum, nickel, a copper alloy, aluminum, or a constantan etc. are illustrated preferably, and copper, gold | metal | money, silver, platinum, or nickel is illustrated more preferably.

(処理電極の製造方法)
第1処理電極および第2処理電極の製造方法は特に制限されないが、例えば、まず、電極を形成して、その後、電極と上述した有機化合物(例えば、第1化合物または第2化合物)とを接触させて密着層を形成する方法が挙げられる。つまり、有機化合物を用いて電極表面を表面処理する方法が挙げられる。上記処理を実施することにより、電極上に密着層が形成される。言い換えれば、芳香環を有する有機化合物により電極を表面処理して得られる処理電極が得られる。
その際、有機化合物が吸着性基を有する場合は、密着層中の有機化合物由来の吸着性基が電極表面に吸着し、密着層と電極との密着が担保される。また、有機化合物が−M(X)3−n(R)で表される基を有する場合は、例えば、−M(X)3−n(R)で表される基の加水分解反応および縮合反応が進行し、加水分解物および加水分解縮合物の形成が進行すると共に、電極表面との間で結合が形成され、密着層と電極との密着が担保される。
被処理物である電極の形成方法は、第1処理電極および第2処理電極の形成材料等に応じて、蒸着、印刷(例えば、スクリーン印刷、メタルマスク印刷、インクジェット印刷等)、粘着・接着剤等を介しての基板への貼り付け等、公知の方法で行えばよい。電極パターンは、蒸着または印刷時にマスクを用いて形成してもよく、電極を面で形成後に、エッチング、サンドブラスト、レーザー彫刻、電子ビーム法等、公知の方法でパターニングして形成してもよい。
(Process electrode manufacturing method)
The manufacturing method of the first treatment electrode and the second treatment electrode is not particularly limited. For example, the electrode is first formed, and then the electrode and the above-described organic compound (for example, the first compound or the second compound) are contacted. And a method for forming an adhesion layer. That is, the method of surface-treating the electrode surface using an organic compound is mentioned. By performing the above treatment, an adhesion layer is formed on the electrode. In other words, a treated electrode obtained by surface-treating an electrode with an organic compound having an aromatic ring is obtained.
At that time, when the organic compound has an adsorptive group, the adsorbing group derived from the organic compound in the adhesion layer is adsorbed on the electrode surface, and adhesion between the adhesion layer and the electrode is ensured. Also, if having a group which an organic compound is represented by -M (X) 3-n ( R) n, for example, -M (X) of 3-n (R) groups represented by n hydrolysis As the condensation reaction proceeds and the formation of the hydrolyzate and hydrolysis condensate proceeds, a bond is formed between the electrode surface and the adhesion between the adhesion layer and the electrode is ensured.
The method for forming the electrode to be processed includes vapor deposition, printing (for example, screen printing, metal mask printing, ink jet printing, etc.), adhesive / adhesive according to the forming material of the first processing electrode and the second processing electrode. It may be performed by a known method such as pasting to a substrate through the like. The electrode pattern may be formed using a mask at the time of vapor deposition or printing, and may be formed by patterning by a known method such as etching, sand blasting, laser engraving, or electron beam method after the electrode is formed on the surface.

有機化合物による電極の表面処理の方法としては、有機化合物と電極とを接触させる方法が好ましく、例えば、有機化合物を含む溶液中に電極を有する基板を浸漬する方法、または、電極上に有機化合物を含む溶液を塗布する方法等が挙げられる。
上記溶液には、各種溶媒が含まれていてもよい。使用される溶媒の種類は特に制限されず、水および有機溶媒が挙げられる。なお、上記溶液中での有機化合物の濃度は特に制限されないが、生産性および反応性の点で、0.01〜100mmol/Lが好ましく、0.1〜10mmol/Lがより好ましい。
電極と有機化合物(または、有機化合物を含む溶液)との接触時間は特に制限されず、本発明の効果がより優れる点で、1〜72時間が好ましく、10〜48時間がより好ましい。
電極と有機化合物(または、有機化合物を含む溶液)とを接触させた後、必要に応じて、電極表面を溶媒で洗浄してもよい。
As a method for surface treatment of an electrode with an organic compound, a method of bringing an organic compound into contact with an electrode is preferable. For example, a method of immersing a substrate having an electrode in a solution containing the organic compound, or an organic compound on the electrode The method of apply | coating the solution containing is mentioned.
Various solvents may be contained in the solution. The kind in particular of solvent used is not restrict | limited, Water and an organic solvent are mentioned. The concentration of the organic compound in the solution is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 100 mmol / L, more preferably 0.1 to 10 mmol / L in terms of productivity and reactivity.
The contact time between the electrode and the organic compound (or a solution containing the organic compound) is not particularly limited, and is preferably 1 to 72 hours, more preferably 10 to 48 hours, in that the effect of the present invention is more excellent.
After bringing the electrode into contact with the organic compound (or a solution containing the organic compound), the electrode surface may be washed with a solvent as necessary.

なお、有機化合物による電極の表面処理の方法としては、上記以外にも、下地剤を用いる態様も挙げられる。
下地剤とは上述した吸着性基または−M(X)3−n(R)で表される基と、反応性基とを有する化合物であり、この下地剤で電極を表面処理した後、さらに、下地剤中の反応性基と反応する結合性基および芳香環を有する有機化合物で電極を表面処理することにより、芳香環を有する密着層を形成することもできる。
下地剤としては、吸着性基または−M(X)3−n(R)で表される基が含まれる。これらの基の定義は、上記の通りである。
また、下地剤には、反応性基が含まれる。反応性基としては、有機化合物に含まれる結合性基と反応可能な基であればよく、例えば、メタクリロイル基、アクリロイル基、エポキシ基、1級アミノ基、2級アミノ基、スチリル基、ビニル基、フェノール基、イソシアネート基、メルカプト基、および、カルボキシル基が挙げられ、反応性がより優れる点で、メタクリロイル基またはアクリロイル基が好ましい。
有機化合物に含まれる結合性基としては、上記下地剤の反応性基と反応して化学結合を形成し得る官能基であることが好ましく、例えば、メタクリロイル基、アクリロイル基、エポキシ基、水酸基、スチリル基、ビニル基、フェノール基、および、イソシアネート基等が挙げられる。
このような下地剤で電極を表面処理する方法としては、まず、電極と下地剤とを接触させる処理を実施する。具体的な方法としては、上述した有機化合物と電極とを接触させる方法において、有機化合物の代わりに下地剤を用いる方法が挙げられる。
次に、下地剤で表面処理された電極をさらに結合性基および芳香環を有する有機化合物で表面処理方法としては、上述した方法が挙げられる。
なお、反応性基と、上記結合性基との好適な組み合わせ(反応性基:結合性基)としては、例えば、(メタクリロイル基:メルカプト基)、(アクリロイル基:メルカプト基)、(メルカプト基:メタクリロイル基)、(メルカプト基:アクリロイル基)、(エポキシ基:カルボキシル基)、(イソシアネート基:水酸基)等が挙げられる。
In addition to the above, the method of surface treatment of the electrode with an organic compound includes an embodiment using a base agent.
The base agent is a compound having the above-described adsorptive group or a group represented by -M (X) 3-n (R) n and a reactive group, and after surface-treating the electrode with this base agent, Furthermore, the adhesion layer which has an aromatic ring can also be formed by surface-treating an electrode with the organic compound which has the bonding group and aromatic ring which react with the reactive group in a base agent.
The base agent includes an adsorptive group or a group represented by -M (X) 3-n (R) n . The definitions of these groups are as described above.
Further, the base agent contains a reactive group. The reactive group may be any group capable of reacting with a binding group contained in an organic compound, such as a methacryloyl group, an acryloyl group, an epoxy group, a primary amino group, a secondary amino group, a styryl group, and a vinyl group. , A phenol group, an isocyanate group, a mercapto group, and a carboxyl group, and a methacryloyl group or an acryloyl group is preferable in that the reactivity is more excellent.
The binding group contained in the organic compound is preferably a functional group that can react with the reactive group of the base agent to form a chemical bond, such as a methacryloyl group, an acryloyl group, an epoxy group, a hydroxyl group, and styryl. Group, vinyl group, phenol group, isocyanate group and the like.
As a method for surface-treating the electrode with such a base material, first, a treatment for bringing the electrode into contact with the base material is performed. As a specific method, in the method of bringing the organic compound and the electrode into contact with each other, a method using a base agent instead of the organic compound can be mentioned.
Next, examples of the surface treatment method of the electrode surface-treated with the base material with an organic compound having a binding group and an aromatic ring include the methods described above.
Examples of suitable combinations of the reactive group and the binding group (reactive group: binding group) include, for example, (methacryloyl group: mercapto group), (acryloyl group: mercapto group), (mercapto group: Methacryloyl group), (mercapto group: acryloyl group), (epoxy group: carboxyl group), (isocyanate group: hydroxyl group) and the like.

[熱電変換層]
熱電変換層は、基板上に配置され、第1処理電極および第2処理電極と接触する層であり、第1処理電極および第2処理電極に対して優れた密着性を示す。
熱電変換層には、CNTが含まれる。CNTには、1枚の炭素膜(グラフェン・シート)が円筒状に巻かれた単層CNT、2枚のグラフェン・シートが同心円状に巻かれた2層CNT、および、複数のグラフェン・シートが同心円状に巻かれた多層CNTがある。本発明においては、単層CNT、2層CNT、多層CNTを各々単独で用いてもよく、2種以上を併せて用いてもよい。特に、導電性および半導体特性において優れた性質を持つ単層CNTおよび2層CNTを用いることが好ましく、単層CNTを用いることがより好ましい。
単層CNTは、半導体性のものであっても、金属性のものであってもよく、両者を併せて用いてもよい。半導体性CNTと金属性CNTとを両方を用いる場合、組成物中の両者の含有比率は、組成物の用途に応じて適宜調整することができる。また、CNTには金属等が内包されていてもよく、フラーレン等の分子が内包されたものを用いてもよい。
[Thermoelectric conversion layer]
The thermoelectric conversion layer is a layer that is disposed on the substrate and is in contact with the first processing electrode and the second processing electrode, and exhibits excellent adhesion to the first processing electrode and the second processing electrode.
The thermoelectric conversion layer includes CNT. The CNT includes a single-layer CNT in which one carbon film (graphene sheet) is wound in a cylindrical shape, a two-layer CNT in which two graphene sheets are wound in a concentric shape, and a plurality of graphene sheets. There are multi-walled CNTs wound concentrically. In the present invention, single-walled CNTs, double-walled CNTs, and multilayered CNTs may be used alone or in combination of two or more. In particular, it is preferable to use single-walled CNT and double-walled CNT having excellent properties in terms of conductivity and semiconductor properties, and more preferably single-walled CNT.
Single-walled CNTs may be semiconducting or metallic, and both may be used in combination. When both semiconducting CNT and metallic CNT are used, the content ratio of both in the composition can be appropriately adjusted according to the use of the composition. The CNT may contain a metal or the like, or may contain a molecule such as fullerene.

CNTの平均長さは特に制限されず、用途に応じて適宜選択することができる。具体的には、電極間距離にもよるが、製造容易性、成膜性、導電性等の観点から、CNTの平均長さが0.01〜2000μmが好ましく、0.1〜1000μmがより好ましく、1〜1000μmがさらに好ましい。   The average length of CNT is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the application. Specifically, although it depends on the distance between the electrodes, the average length of the CNT is preferably 0.01 to 2000 μm, more preferably 0.1 to 1000 μm from the viewpoints of manufacturability, film formability, conductivity, and the like. 1 to 1000 μm is more preferable.

CNTの直径は特に制限されないが、耐久性、透明性、成膜性、導電性等の観点から、100nm以下が好ましく、50nm以下がより好ましく、15nm以下が好ましい。下限は特に制限されないが、0.4nm以上の場合が多い。
特に、単層CNTを用いる場合には、その直径は、0.5〜2.2nmが好ましく、1.0〜2.2nmがより好ましい。
The diameter of the CNT is not particularly limited, but is preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, and preferably 15 nm or less from the viewpoints of durability, transparency, film formability, conductivity, and the like. The lower limit is not particularly limited, but is often 0.4 nm or more.
In particular, when single-walled CNT is used, the diameter is preferably 0.5 to 2.2 nm, and more preferably 1.0 to 2.2 nm.

本発明は、CNTを修飾または処理したCNTも利用可能である。修飾または処理方法としては、フェロセン誘導体または窒素置換フラーレン(アザフラーレン)を内包する方法、イオンドーピング法によりアルカリ金属(カリウム等)や金属元素(インジウム等)をCNTにドープする方法、真空中でCNTを加熱する方法等が例示される。
また、CNTを利用する場合には、単層CNTまたは多層CNTの他に、カーボンナノホーン、カーボンナノコイル、カーボンナノビーズ、グラファイト、グラフェン、および、アモルファスカーボン等のナノカーボンが含まれてもよい。
In the present invention, CNTs modified or treated with CNTs can also be used. Modification or treatment methods include a method of encapsulating a ferrocene derivative or nitrogen-substituted fullerene (azafullerene), a method of doping an alkali metal (such as potassium) or a metal element (such as indium) into the CNT by an ion doping method, or CNT in a vacuum The method etc. which heat this are illustrated.
When CNT is used, in addition to single-walled CNT or multilayered CNT, carbon nanohorn, carbon nanocoil, carbon nanobead, graphite, graphene, and amorphous carbon such as amorphous carbon may be included.

熱電変換層中におけるCNTの含有量は特に制限されないが、熱電変換層の性能がより優れる点で、熱電変換層の全質量に対して、5〜80質量%であることが好ましく、5〜70質量%であることがより好ましく、5〜50質量%であることがさらに好ましい。   The content of CNT in the thermoelectric conversion layer is not particularly limited, but is preferably 5 to 80% by mass with respect to the total mass of the thermoelectric conversion layer in terms of more excellent performance of the thermoelectric conversion layer, and 5 to 70. It is more preferable that it is mass%, and it is further more preferable that it is 5-50 mass%.

熱電変換層にはCNT以外の成分が含まれていてもよい。
例えば、熱電変換層には、必要に応じて、バインダとして樹脂材料が含まれていてもよい。
樹脂材料は、公知の各種の非導電性の樹脂材料(ポリマー)が利用可能である。
具体的には、ビニル化合物、(メタ)アクリレート化合物、カーボネート化合物、エステル化合物、エポキシ化合物、シロキサン化合物、ゼラチン等の公知の各種の樹脂材料が利用可能である。
樹脂材料の含有量は特に制限されないが、熱電変換層の機械的強度の点で、樹脂材料/CNTの質量比で0.5〜10が好ましく、0.5〜5がより好ましく、1〜4がさらに好ましい。
The thermoelectric conversion layer may contain components other than CNT.
For example, the thermoelectric conversion layer may contain a resin material as a binder as necessary.
Various known non-conductive resin materials (polymers) can be used as the resin material.
Specifically, various known resin materials such as vinyl compounds, (meth) acrylate compounds, carbonate compounds, ester compounds, epoxy compounds, siloxane compounds, and gelatin can be used.
The content of the resin material is not particularly limited, but in terms of the mechanical strength of the thermoelectric conversion layer, the resin material / CNT mass ratio is preferably 0.5 to 10, more preferably 0.5 to 5, and preferably 1 to 4. Is more preferable.

熱電変換層には、必要に応じて、分散剤(CNTの分散剤)が含まれていてもよい。分散剤としては、界面活性剤が好ましく挙げられる。
界面活性剤は、CNTを分散させる機能を有するものであれば、公知の界面活性剤を使用することができる。より具体的には、界面活性剤は、水、極性溶媒、水と極性溶媒との混合物に溶解し、CNTを吸着する基を有するものであれば、各種の界面活性剤が利用可能である。
従って、界面活性剤は、イオン性でも非イオン性でもよい。また、イオン性の界面活性剤は、カチオン性、アニオン性および両性のいずれでもよい。
一例として、アニオン性界面活性剤としては、ドデシルベンゼンスルホン酸等のアルキルベンゼンスルホン酸塩、ドデシルフェニルエーテルスルホン酸塩等の芳香族スルホン酸系界面活性剤、モノソープ系アニオン性界面活性剤、エーテルサルフェート系界面活性剤、フォスフェート系界面活性剤、デオキシコール酸ナトリウムやコール酸ナトリウム等のカルボン酸系界面活性剤、カルボキシメチルセルロースおよびその塩(ナトリウム塩、アンモニウム塩等)、ポリスチレンスルホン酸アンモニウム塩、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム塩等の水溶性ポリマー等が例示される。
カチオン性界面活性剤としては、アルキルアミン塩、第四級アンモニウム塩等が例示される。両性界面活性剤としては、アルキルベタイン系界面活性剤、アミンオキサイド系界面活性剤等が例示される。
さらに、非イオン性界面活性剤としては、ソルビタン脂肪酸エステル等の糖エステル系界面活性剤、ポリオキシエチレン樹脂酸エステル等の脂肪酸エステル系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等のエーテル系界面活性剤等が例示される。
なかでも、イオン性の界面活性剤は好適に利用され、そのなかでも、コール酸塩またはデオキシコール酸塩は好適に利用される。
The thermoelectric conversion layer may contain a dispersant (CNT dispersant) as necessary. A surfactant is preferably used as the dispersant.
As the surfactant, a known surfactant can be used as long as it has a function of dispersing CNTs. More specifically, various surfactants can be used as long as they have a group that dissolves in water, a polar solvent, or a mixture of water and a polar solvent and adsorbs CNTs.
Accordingly, the surfactant may be ionic or nonionic. The ionic surfactant may be any of cationic, anionic and amphoteric.
Examples of the anionic surfactant include alkylbenzene sulfonates such as dodecylbenzene sulfonic acid, aromatic sulfonic acid surfactants such as dodecyl phenyl ether sulfonate, monosoap anionic surfactants, ether sulfates Surfactants, phosphate surfactants, carboxylic acid surfactants such as sodium deoxycholate and sodium cholate, carboxymethyl cellulose and its salts (sodium salt, ammonium salt, etc.), polystyrene sulfonate ammonium salt, polystyrene Examples thereof include water-soluble polymers such as sulfonic acid sodium salt.
Examples of the cationic surfactant include alkylamine salts and quaternary ammonium salts. Examples of amphoteric surfactants include alkyl betaine surfactants and amine oxide surfactants.
Furthermore, examples of nonionic surfactants include sugar ester surfactants such as sorbitan fatty acid esters, fatty acid ester surfactants such as polyoxyethylene resin acid esters, and ether surfactants such as polyoxyethylene alkyl ethers. Etc. are exemplified.
Among these, ionic surfactants are preferably used, and among them, cholate or deoxycholate is preferably used.

熱電変換層が界面活性剤を含有する場合には、その含有量は、低い方が好ましい。具体的には、界面活性剤/CNTの質量比が5以下であるのが好ましく、2以下であるのがより好ましい。   When the thermoelectric conversion layer contains a surfactant, the content is preferably low. Specifically, the surfactant / CNT mass ratio is preferably 5 or less, and more preferably 2 or less.

上記以外にも熱電変換層には、ドーパント、消泡剤、乾燥防止剤、防かび剤等が含まれていてもよい。   In addition to the above, the thermoelectric conversion layer may contain dopants, antifoaming agents, drying inhibitors, fungicides, and the like.

熱電変換層の平均厚さは、温度差を付与する観点等から、0.1〜1000μmが好ましく、1〜100μmがより好ましい。
なお、熱電変換層の平均厚さは、任意の10点における熱電変換層の厚みを測定し、それらを算術平均して求める。
The average thickness of the thermoelectric conversion layer is preferably 0.1 to 1000 μm and more preferably 1 to 100 μm from the viewpoint of imparting a temperature difference.
In addition, the average thickness of a thermoelectric conversion layer measures the thickness of the thermoelectric conversion layer in arbitrary 10 points | pieces, and calculates | requires them by arithmetic average.

熱電変換層の形成方法は特に制限されないが、一例として、水または有機溶媒等の溶媒に、CNT、および、さらに必要に応じて添加される樹脂材料または界面活性剤等の成分を溶解あるいは分散してなるCNT分散液を用いる方法が挙げられる。
上述した、第1処理電極および第2処理電極を有する基板上に上記CNT分散液を塗布し、成膜することにより、熱電変換層を形成することができる。
成膜方法は特に制限されず、例えば、スピンコート法、エクストルージョンダイコート法、ブレードコート法、バーコート法、スクリーン印刷法、ステンシル印刷法、ロールコート法、カーテンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、インクジェット法等、公知の塗布方法を用いることができる。
なお、熱電変換層を所定の位置に作製する際には、CNT分散液をパターン状に塗布する方法を用いることができる。
一例として、印刷法によって、基板上にCNT分散液をパターン印刷する方法が例示される。印刷方法は、スクリーン印刷、メタルマスク印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷等の公知の各種の印刷方法が利用可能である。
また、基板上の所定位置に型枠やマスクを設け、この型枠やマスクによって、CNT分散液やペーストをパターン状に塗布する方法も利用可能である。
また、塗布後は、必要に応じて乾燥工程を行う。例えば、熱風を吹き付けることにより溶媒を揮発、乾燥させることができる。
さらに、必要に応じて、塗布後には、熱電変換層を洗浄する処理を実施してもよい。特に、洗浄処理の際に、CNTを溶解させず他の成分(例えば、界面活性剤やバインダー)を溶解し得る溶媒を使用することにより、熱電変換層中のCNTの含有量を向上させて、熱電変換素子の性能をより向上させることができる。
The method for forming the thermoelectric conversion layer is not particularly limited, but as an example, CNT and a component such as a resin material or a surfactant added as necessary are dissolved or dispersed in a solvent such as water or an organic solvent. And a method using a CNT dispersion liquid.
The thermoelectric conversion layer can be formed by applying the CNT dispersion liquid onto the substrate having the first processing electrode and the second processing electrode and forming a film.
The film forming method is not particularly limited. For example, spin coating method, extrusion die coating method, blade coating method, bar coating method, screen printing method, stencil printing method, roll coating method, curtain coating method, spray coating method, dip coating. A known coating method such as a method or an ink jet method can be used.
In addition, when producing a thermoelectric conversion layer in a predetermined position, the method of apply | coating a CNT dispersion liquid in a pattern form can be used.
As an example, a method of pattern-printing a CNT dispersion liquid on a substrate is exemplified by a printing method. As the printing method, various known printing methods such as screen printing, metal mask printing, gravure printing, flexographic printing, and offset printing can be used.
In addition, it is also possible to use a method in which a mold or mask is provided at a predetermined position on the substrate, and a CNT dispersion liquid or paste is applied in a pattern using the mold or mask.
Moreover, after application | coating, a drying process is performed as needed. For example, the solvent can be volatilized and dried by blowing hot air.
Furthermore, you may implement the process which wash | cleans a thermoelectric conversion layer after application | coating as needed. In particular, by using a solvent that can dissolve other components (for example, a surfactant and a binder) without dissolving CNT during the cleaning treatment, the content of CNT in the thermoelectric conversion layer is improved, The performance of the thermoelectric conversion element can be further improved.

さらに、CNT分散液等をパターン状に塗布するのではなく、基板の全面にCNT分散液を塗布、乾燥した後、レーザー彫刻、サンドブラスト法、電子ビーム法、プラズマエッチング等のエッチングによって不要な部分を除去することにより、熱電変換層をパターニングして形成する方法も、利用できる。
なお、エッチングは、必要に応じて、フォトリソグラフィーを利用して形成したマスクや、メタルマスク等を用いて行ってもよい。
Furthermore, instead of applying a CNT dispersion or the like in a pattern, after applying and drying the CNT dispersion on the entire surface of the substrate, unnecessary portions are removed by etching such as laser engraving, sandblasting, electron beam method, plasma etching, etc. A method of forming the thermoelectric conversion layer by patterning by removing it can also be used.
Note that etching may be performed using a mask formed using photolithography, a metal mask, or the like, if necessary.

[保護基板]
保護基板は、熱電変換層上に配置される基板であり、熱電変換層を外部から保護する。保護基板は、必要に応じて、配置されればよい。
保護基板の種類は特に制限されず、熱電変換素子の耐曲げ性の点からは、樹脂基板が好ましい。樹脂基板の具体例としては、基板として使用される樹脂基板で述べた具体例等が挙げられる。
[Protection board]
The protective substrate is a substrate disposed on the thermoelectric conversion layer, and protects the thermoelectric conversion layer from the outside. The protective substrate may be disposed as necessary.
The kind in particular of a protective substrate is not restrict | limited, From the point of the bending resistance of a thermoelectric conversion element, a resin substrate is preferable. Specific examples of the resin substrate include the specific examples described for the resin substrate used as the substrate.

<第2実施態様>
図2に、本発明の熱電変換素子の第2実施態様を概念的に示す。
図2に示すように、熱電変換素子1Bは、基板2と、第1処理電極3Bと、熱電変換層5と、第2処理電極4Bと、保護基板6とをこの順に有する素子である。
ここで、図2に示す熱電変換素子1Bは、矢印で示される方向の温度差を利用して起電力(電圧)を得る態様である。
<Second Embodiment>
FIG. 2 conceptually shows a second embodiment of the thermoelectric conversion element of the present invention.
As shown in FIG. 2, the thermoelectric conversion element 1B is an element having a substrate 2, a first processing electrode 3B, a thermoelectric conversion layer 5, a second processing electrode 4B, and a protective substrate 6 in this order.
Here, the thermoelectric conversion element 1 </ b> B illustrated in FIG. 2 is a mode in which an electromotive force (voltage) is obtained using a temperature difference in a direction indicated by an arrow.

第2実施態様である熱電変換素子1Bにおいては、第1実施態様の熱電変換素子1と同じ部材を使用しているが、その配置位置が異なり、各層の積層方向において、熱電変換層5が第1処理電極3Bおよび第2処理電極4Bにて挟持されている。なお、第1処理電極3Bおよび第2処理電極4Bは、上述した第1処理電極3Aおよび第2処理電極4Aと形状が異なる点を除いて、同じ材料で構成される部材である。
熱電変換素子1Bにおいては、第1処理電極3Bの熱電変換層5側の表面3bsおよび第2処理電極4Bの熱電変換層5側の表面4bsに、それぞれ図示しない密着層の表面が位置する。つまり、第1処理電極3Bは、基板2上に配置された電極と、電極上に固定され、基板2とは反対側の電極表面を覆う密着層とを有し、密着層の表面が表面3bsに位置する。また、第2処理電極4Bは、基板6上に配置された電極と、電極上に固定され、基板6とは反対側の電極表面を覆う密着層とを有し、密着層の表面が表面4bsに位置する。
In the thermoelectric conversion element 1B according to the second embodiment, the same members as those of the thermoelectric conversion element 1 according to the first embodiment are used, but the arrangement positions thereof are different, and the thermoelectric conversion layer 5 is the first in the stacking direction of each layer. It is sandwiched between the first processing electrode 3B and the second processing electrode 4B. The first processing electrode 3B and the second processing electrode 4B are members made of the same material except that the shapes are different from those of the first processing electrode 3A and the second processing electrode 4A described above.
In the thermoelectric conversion element 1B, the surface of the adhesion layer (not shown) is positioned on the surface 3bs on the thermoelectric conversion layer 5 side of the first processing electrode 3B and the surface 4bs on the thermoelectric conversion layer 5 side of the second processing electrode 4B. In other words, the first processing electrode 3B has an electrode disposed on the substrate 2 and an adhesion layer fixed on the electrode and covering the electrode surface opposite to the substrate 2, and the surface of the adhesion layer is the surface 3bs. Located in. The second processing electrode 4B includes an electrode disposed on the substrate 6 and an adhesion layer fixed on the electrode and covering the electrode surface opposite to the substrate 6, and the surface of the adhesion layer is the surface 4bs. Located in.

<第3実施態様>
図3A〜図3Cに、本発明の熱電変換素子の第3実施態様を概念的に示す。なお、図3Aは上面図(図3Bを紙面上方から見た図)、図3Bは正面図(後述する基板等の面方向から見た図)、図3Cは底面図(図3Bを紙面下方から見た図)である。
<Third embodiment>
3A to 3C conceptually show a third embodiment of the thermoelectric conversion element of the present invention. 3A is a top view (a view of FIG. 3B viewed from above), FIG. 3B is a front view (a view of a substrate or the like to be described later), and FIG. 3C is a bottom view (FIG. 3B is viewed from below the view). It is a view).

図3A〜図3Cに示すように、熱電変換素子10は、基本的に、第1基板12と、熱電変換層16と、第2基板20と、第1処理電極26および第2処理電極28とを有して構成される。
具体的には、第1基板12の表面には、熱電変換層16が形成される。また、第1基板12の表面には、熱電変換層16を第1基板12の基板面方向(以下、単に『面方向』とも言う。言い換えれば、第1基板12および第2基板20を積層する方向とは直交する方向。)に挟むようにして、熱電変換層16に接触して第1処理電極26および第2処理電極28(電極対)が形成される。
なお、第1処理電極26および第2処理電極28が、上述した密着層を有する電極に該当する。具体的には、第1処理電極26および第2処理電極28の熱電変換層16と接する表面は、それぞれ図示しない密着層の表面が位置する。
また、図3においては図示しないが、第1基板12と熱電変換層16との間、または、第2基板20と熱電変換層16との間において、粘着層が配置されていてもよい。
As shown in FIGS. 3A to 3C, the thermoelectric conversion element 10 basically includes a first substrate 12, a thermoelectric conversion layer 16, a second substrate 20, a first processing electrode 26 and a second processing electrode 28. It is comprised.
Specifically, the thermoelectric conversion layer 16 is formed on the surface of the first substrate 12. Further, the thermoelectric conversion layer 16 is also referred to as a substrate surface direction of the first substrate 12 (hereinafter simply referred to as “surface direction”. In other words, the first substrate 12 and the second substrate 20 are stacked. The first processing electrode 26 and the second processing electrode 28 (electrode pair) are formed in contact with the thermoelectric conversion layer 16 so as to be sandwiched in a direction perpendicular to the direction.
The first processing electrode 26 and the second processing electrode 28 correspond to the electrodes having the above-described adhesion layer. Specifically, the surface of the first processing electrode 26 and the second processing electrode 28 that are in contact with the thermoelectric conversion layer 16 is the surface of an adhesion layer (not shown).
Although not shown in FIG. 3, an adhesive layer may be disposed between the first substrate 12 and the thermoelectric conversion layer 16 or between the second substrate 20 and the thermoelectric conversion layer 16.

図3A〜図3Cに示すように、第1基板12は、低熱伝導部12a、および、低熱伝導部12aよりも熱伝導率が高い高熱伝導部12bを有する。同様に、第2基板20も、低熱伝導部20a、および、低熱伝導部20aよりも熱伝導率が高い高熱伝導部20bを有する。   As shown in FIGS. 3A to 3C, the first substrate 12 includes a low thermal conductivity portion 12 a and a high thermal conductivity portion 12 b having a higher thermal conductivity than the low thermal conductivity portion 12 a. Similarly, the 2nd board | substrate 20 also has the high heat conductive part 20b whose heat conductivity is higher than the low heat conductive part 20a and the low heat conductive part 20a.

熱電変換素子10において、両基板は、互いの高熱伝導部が、第1処理電極26と第2処理電極28との離間方向(すなわち通電方向)に異なる位置となるように配置される。
熱電変換素子10は、好ましい態様として、粘着層で貼着される第2基板20を有し、さらに、第1基板12および第2基板20が、共に、低熱伝導部および高熱伝導部を有する。熱電変換素子10は、高熱伝導部および低熱伝導部を有する基板を2枚用い、両基板の高熱伝導部を面方向に異なる位置として、この2枚の基板で熱電変換層を挟持してなる構成を有する。
In the thermoelectric conversion element 10, the two substrates are arranged such that their high heat conduction portions are at different positions in the separation direction (that is, the energization direction) between the first processing electrode 26 and the second processing electrode 28.
The thermoelectric conversion element 10 has the 2nd board | substrate 20 stuck by the adhesion layer as a preferable aspect, and also the 1st board | substrate 12 and the 2nd board | substrate 20 have both a low heat conduction part and a high heat conduction part. The thermoelectric conversion element 10 has a configuration in which two substrates having a high heat conduction portion and a low heat conduction portion are used, and the high heat conduction portions of the two substrates are located at different positions in the plane direction, and the thermoelectric conversion layer is sandwiched between the two substrates. Have

すなわち、熱電変換素子10は、熱電変換層の面方向に温度差を生じさせて熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電変換素子(以下、in plane型の熱電変換素子とも言う)であって、図示例においては、低熱伝導部と低熱伝導部よりも熱伝導率が高い高熱伝導部とを有する基板を用いることにより、熱電変換層16の面方向に温度差を生じさせて、熱エネルギーを電気エネルギーに変換することができる。   That is, the thermoelectric conversion element 10 is a thermoelectric conversion element (hereinafter also referred to as an in-plane type thermoelectric conversion element) that generates a temperature difference in the surface direction of the thermoelectric conversion layer and converts heat energy into electric energy. In the example shown, by using a substrate having a low thermal conductivity portion and a high thermal conductivity portion having a higher thermal conductivity than the low thermal conductivity portion, a temperature difference is caused in the surface direction of the thermoelectric conversion layer 16 to convert the thermal energy into electrical energy. Can be converted to

なお、本発明における高熱伝導部または低熱伝導部とは、隣接する層(隣接する高熱伝導部または低熱伝導部)に対して熱伝導率が高い、または低いことを示す。高熱伝導部と低熱伝導部との熱伝導率の比は、100:1以上が好ましく、500:1以上がより好ましく、1000:1以上がさらに好ましい。   In addition, the high heat conduction part or the low heat conduction part in the present invention indicates that the thermal conductivity is high or low with respect to the adjacent layer (adjacent high heat conduction part or low heat conduction part). The ratio of the thermal conductivity between the high heat conduction part and the low heat conduction part is preferably 100: 1 or more, more preferably 500: 1 or more, and still more preferably 1000: 1 or more.

図示例の熱電変換素子10において、第1基板12および第2基板20は、配置位置、および、表裏や面方向(基板面方向)の向きが異なる点を除いて、その構成は同じである。従って、以下の説明では、第1基板12と第2基板20とを区別する必要が有る場合を除いて、第1基板12を代表例として説明を行う。   In the illustrated thermoelectric conversion element 10, the first substrate 12 and the second substrate 20 have the same configuration except that the arrangement positions and the directions of the front and back sides and the surface direction (substrate surface direction) are different. Therefore, in the following description, the first substrate 12 will be described as a representative example, unless the first substrate 12 and the second substrate 20 need to be distinguished.

図示例の熱電変換素子10において、第1基板12(第2基板20)は、低熱伝導部12a(低熱伝導部20a)となる板状物の、一方の面の半分の領域を覆うように、高熱伝導部12b(高熱伝導部20b)を積層してなる構成を有する。すなわち、第1基板12において、高熱伝導部12bは、低熱伝導部12aすなわち第1基板12の半面を覆うように設けられる。
従って、第1基板12の一面は、面方向の半分の領域が低熱伝導部12aで、残りの半分の領域は高熱伝導部12bとなる。また、第1基板12の他方の面(12c)は、全面が低熱伝導部12aとなる。熱電変換素子10では、第1基板12の低熱伝導部12aの高熱伝導部12bが形成されていない側の面(12c)が、熱電変換層16の形成面となる。
In the illustrated thermoelectric conversion element 10, the first substrate 12 (second substrate 20) covers a region on one half of one surface of the plate-like material that becomes the low thermal conduction portion 12 a (low thermal conduction portion 20 a). It has a configuration in which the high heat conduction part 12b (high heat conduction part 20b) is laminated. In other words, in the first substrate 12, the high thermal conductivity portion 12 b is provided so as to cover the low thermal conductivity portion 12 a, that is, the half surface of the first substrate 12.
Accordingly, on one surface of the first substrate 12, a half region in the surface direction is the low heat conduction portion 12a, and the other half region is the high heat conduction portion 12b. Further, the entire surface of the other surface (12c) of the first substrate 12 becomes the low thermal conductive portion 12a. In the thermoelectric conversion element 10, the surface (12 c) of the first substrate 12 on which the high heat conductive portion 12 b of the low heat conductive portion 12 a is not formed becomes the formation surface of the thermoelectric conversion layer 16.

なお、本発明の熱電変換素子において、第1基板12は、低熱伝導部の表面に高熱伝導部を積層してなる構成以外にも、各種の構成が利用可能である。例えば、第1基板は、図6Aに概念的に示すように、低熱伝導部12aとなる板状物の、一方の面の半分の領域に凹部を形成して、この凹部に、表面が均一となるように高熱伝導部12bを組み込んでなる構成でもよい。   In addition, in the thermoelectric conversion element of this invention, the 1st board | substrate 12 can utilize various structures other than the structure formed by laminating | stacking a high heat conduction part on the surface of a low heat conduction part. For example, as conceptually shown in FIG. 6A, the first substrate is formed with a concave portion in a half region of one surface of the plate-like material that becomes the low thermal conductive portion 12a, and the surface is uniform in the concave portion. The structure which incorporates the high heat conduction part 12b may be sufficient.

低熱伝導部12aおよび低熱伝導部20aとしては、例えば、公知の樹脂基板を使用することができる。樹脂基板の種類としては、上述した第1実施態様で述べた例が挙げられる。   As the low heat conduction part 12a and the low heat conduction part 20a, for example, a known resin substrate can be used. Examples of the resin substrate include the examples described in the first embodiment.

高熱伝導部12bは、低熱伝導部12aよりも熱伝導率が高いものであれば、各種の材料からなるフィルムや金属箔が例示される。
具体的には、熱伝導率等の点で、金、銀、銅、アルミニウム等の各種の金属が例示される。なかでも、熱伝導率、経済性等の点で、銅およびアルミニウムは好適に利用される。
As long as the high heat conductive part 12b has a heat conductivity higher than the low heat conductive part 12a, the film and metal foil which consist of various materials are illustrated.
Specifically, various metals such as gold, silver, copper, and aluminum are exemplified in terms of thermal conductivity and the like. Of these, copper and aluminum are preferably used in terms of thermal conductivity, economy, and the like.

なお、本発明において、第1基板12の厚さ、低熱伝導部12aの厚さ、高熱伝導部12bの厚さ等は、高熱伝導部12bおよび低熱伝導部12aの形成材料、熱電変換素子10の大きさ等に応じて、適宜、設定すればよい。なお、第1基板12の厚さとは、高熱伝導部12bが無い領域の低熱伝導部12aの厚さである。本発明者らの検討によれば、第1基板12の厚さは、2〜100μmが好ましく、2〜50μmがより好ましい。
また、第1基板12の面方向(基板面と直交する方向から見た際)の大きさ、第1基板12における高熱伝導部12bの面方向の面積率等も、低熱伝導部12aおよび高熱伝導部12bの形成材料、熱電変換素子10の大きさ等に応じて、適宜、設定すればよい。
In the present invention, the thickness of the first substrate 12, the thickness of the low thermal conductive portion 12a, the thickness of the high thermal conductive portion 12b, etc. are the same as the forming material of the high thermal conductive portion 12b and the low thermal conductive portion 12a. What is necessary is just to set suitably according to a magnitude | size. In addition, the thickness of the 1st board | substrate 12 is the thickness of the low heat conductive part 12a of the area | region which does not have the high heat conductive part 12b. According to the study by the present inventors, the thickness of the first substrate 12 is preferably 2 to 100 μm, and more preferably 2 to 50 μm.
In addition, the size in the surface direction of the first substrate 12 (when viewed from the direction orthogonal to the substrate surface), the area ratio in the surface direction of the high heat conduction portion 12b in the first substrate 12, and the like are also included. What is necessary is just to set suitably according to the formation material of the part 12b, the magnitude | size of the thermoelectric conversion element 10, etc. FIG.

さらに、第1基板12における高熱伝導部12bの面方向の位置も、図示例に制限されず、各種の位置が利用可能である。
例えば、第1基板12において、高熱伝導部12bは、面方向において低熱伝導部12aに内包されてもよい。あるいは、高熱伝導部12bは、面方向において、一部を第1基板12の端部に位置し、それ以外の領域を低熱伝導部12aに内包されてもよい。
さらに、第1基板12は、面方向に複数の高熱伝導部12bを有してもよい。
Furthermore, the position of the first substrate 12 in the surface direction of the high thermal conductive portion 12b is not limited to the illustrated example, and various positions can be used.
For example, in the 1st board | substrate 12, the high heat conductive part 12b may be included in the low heat conductive part 12a in the surface direction. Alternatively, a part of the high heat conduction unit 12b may be located at the end of the first substrate 12 in the plane direction, and the other region may be included in the low heat conduction unit 12a.
Further, the first substrate 12 may have a plurality of high heat conducting portions 12b in the surface direction.

なお、図3A〜図3Cに示す熱電変換素子10は、第1基板12と第2基板20との間での温度差を生じ易い好ましい態様として、第1基板12および第2基板20は、共に、高熱伝導部12bおよび高熱伝導部20bを積層方向の外側に位置している。
しかしながら、本発明は、これ以外にも、第1基板12および第2基板20が、共に、高熱伝導部12bおよび高熱伝導部20bを積層方向の内側に位置する構成でもよい。あるいは、第1基板12が高熱伝導部12bを積層方向の外側に位置し、第2基板20が高熱伝導部20bを積層方向の内側に位置するような構成でもよい。
なお、高熱伝導部が金属等の導電性を有する材料で形成され、かつ、高熱伝導部が積層方向の内側に配置される構成において、高熱伝導部と、第1処理電極26、第2処理電極28および熱電変換層16の少なくとも1つとが電気的に接続されてしまう場合には、高熱伝導部と、第1処理電極26、第2処理電極28および熱電変換層16の少なくとも1つとの絶縁性を確保するために、間に絶縁層を設けてもよい。
In addition, the thermoelectric conversion element 10 shown to FIG. 3A-FIG. 3C is a preferable aspect which tends to produce the temperature difference between the 1st board | substrate 12 and the 2nd board | substrate 20, and the 1st board | substrate 12 and the 2nd board | substrate 20 are both The high heat conduction part 12b and the high heat conduction part 20b are located outside in the stacking direction.
However, the present invention may have a configuration in which the first substrate 12 and the second substrate 20 both have the high heat conduction portion 12b and the high heat conduction portion 20b located inside in the stacking direction. Alternatively, the first substrate 12 may be configured such that the high heat conductive portion 12b is positioned outside in the stacking direction, and the second substrate 20 is positioned such that the high heat conductive portion 20b is positioned inside in the stacking direction.
In the configuration in which the high heat conductive portion is formed of a conductive material such as metal and the high heat conductive portion is disposed inside the stacking direction, the high heat conductive portion, the first processing electrode 26, and the second processing electrode. 28 and at least one of the thermoelectric conversion layers 16 are electrically connected to each other, the insulating property between the high thermal conductivity portion and at least one of the first processing electrode 26, the second processing electrode 28, and the thermoelectric conversion layer 16 In order to ensure this, an insulating layer may be provided between them.

熱電変換素子10において、第1基板12の全面が低熱伝導部12aである面(12c)には、熱電変換層16が形成される。
熱電変換層16の態様は、上述した第1実施態様の熱電変換層5の態様と同じであり、CNTが少なくとも含まれる。
また、熱電変換層16の上には、第2基板20が設けられる。第2基板20は、低熱伝導部20aの高熱伝導部20bが形成されていない側の面を熱電変換層16に向けて設けられる。
両基板の高熱伝導部12bおよび20bは、熱電変換層16の面方向に効率的に温度差を生じさせるように配置される。即ち、両基板の高熱伝導部12bおよび20bは、熱電変換層16に対して、面方向に異なる位置に配置されるのが好ましく、両基板の低熱伝導部と高熱伝導部との境界を、熱電変換層16の面方向の中心に一致して設けることがより好ましく、この境界が電極の離間方向に離間するように配置されるのがさらに好ましい。
また、熱電変換層16には、面方向に挟むように、第1処理電極26および第2処理電極28からなる電極対が接続される。
In the thermoelectric conversion element 10, the thermoelectric conversion layer 16 is formed on the surface (12 c) where the entire surface of the first substrate 12 is the low thermal conductive portion 12 a.
The aspect of the thermoelectric conversion layer 16 is the same as the aspect of the thermoelectric conversion layer 5 of the first embodiment described above, and includes at least CNT.
A second substrate 20 is provided on the thermoelectric conversion layer 16. The second substrate 20 is provided with the surface of the low heat conductive portion 20 a on which the high heat conductive portion 20 b is not formed facing the thermoelectric conversion layer 16.
The high thermal conductive portions 12b and 20b of both the substrates are arranged so as to efficiently generate a temperature difference in the surface direction of the thermoelectric conversion layer 16. That is, it is preferable that the high heat conductive portions 12b and 20b of both the substrates are arranged at different positions in the plane direction with respect to the thermoelectric conversion layer 16, and the boundary between the low heat conductive portion and the high heat conductive portion of both the substrates is More preferably, the conversion layer 16 is provided so as to coincide with the center of the surface direction, and it is further preferable that the boundary is spaced apart in the electrode separation direction.
The thermoelectric conversion layer 16 is connected to an electrode pair including the first processing electrode 26 and the second processing electrode 28 so as to be sandwiched in the surface direction.

熱電変換素子は、例えば、熱源との接触等による加熱によって温度差が生じることにより、この温度差に応じて、熱電変換層の内部において、この温度差の方向のキャリア密度に差が生じ、電力が発生する。
例えば、第1基板12側に熱源を設け、第1基板12の高熱伝導部12bと、第2基板20の高熱伝導部20bとの間に温度差を生じさせることにより、熱電変換層16の内部において、この温度差の方向のキャリア密度に差が生じ、発電する。また、第1処理電極26および第2処理電極28に配線を接続することにより、加熱によって発生した電力(電気エネルギー)が取り出される。
The thermoelectric conversion element has a difference in carrier density in the direction of the temperature difference in the thermoelectric conversion layer inside the thermoelectric conversion layer due to a temperature difference caused by, for example, heating due to contact with a heat source. Occurs.
For example, a heat source is provided on the first substrate 12 side, and a temperature difference is generated between the high heat conductive portion 12b of the first substrate 12 and the high heat conductive portion 20b of the second substrate 20, thereby causing the inside of the thermoelectric conversion layer 16 to be inside. Therefore, a difference occurs in the carrier density in the direction of the temperature difference, and power is generated. Further, by connecting wiring to the first processing electrode 26 and the second processing electrode 28, electric power (electric energy) generated by heating is taken out.

本発明の熱電変換素子10において、熱電変換層16の厚さ、面方向の大きさ、基板に対する面方向の面積率等は、熱電変換層16の形成材料、熱電変換素子10の大きさ等に応じて、適宜、設定すればよい。   In the thermoelectric conversion element 10 of the present invention, the thickness of the thermoelectric conversion layer 16, the size in the surface direction, the area ratio in the surface direction with respect to the substrate, and the like depend on the forming material of the thermoelectric conversion layer 16, the size of the thermoelectric conversion element 10, etc. Accordingly, it may be set appropriately.

図3A〜図3Cに示す例においては、熱電変換層16は、直方体状であるが、本発明の熱電変換素子において、熱電変換層16は、各種の形状が利用可能である。
例えば、熱電変換層は、四角錐台状等であってもよい。あるいは、円柱状、四角以外の角柱状、円錐台、角錐台、不定形状等であってもよい。
In the example shown in FIGS. 3A to 3C, the thermoelectric conversion layer 16 has a rectangular parallelepiped shape, but in the thermoelectric conversion element of the present invention, various shapes can be used for the thermoelectric conversion layer 16.
For example, the thermoelectric conversion layer may have a quadrangular pyramid shape or the like. Alternatively, it may be a columnar shape, a prism shape other than a square shape, a truncated cone, a truncated pyramid, an indefinite shape, or the like.

第1基板12の表面には、熱電変換層16を面方向で挟むように、第1処理電極26および第2処理電極28が設けられる。
なお、本発明の熱電変換素子において、第1処理電極26および第2処理電極28の形状は、図3A〜図3Cに示される形状に制限はされず、十分な導電性で熱電変換層16に接続されるものであれば、各種の形状が利用可能である。
例えば、図4に概念的に示すように、第1基板12の表面に離間して形成された板状の第1処理電極30および第2処理電極32の端部を、熱電変換層16が覆うような構成であってもよい。
A first processing electrode 26 and a second processing electrode 28 are provided on the surface of the first substrate 12 so as to sandwich the thermoelectric conversion layer 16 in the surface direction.
In addition, in the thermoelectric conversion element of this invention, the shape of the 1st process electrode 26 and the 2nd process electrode 28 is not restrict | limited to the shape shown by FIG. 3A-FIG. 3C, and it is sufficient electroconductivity in the thermoelectric conversion layer 16. Various shapes can be used as long as they are connected.
For example, as conceptually shown in FIG. 4, the thermoelectric conversion layer 16 covers the end portions of the plate-like first processing electrode 30 and the second processing electrode 32 formed on the surface of the first substrate 12. Such a configuration may be adopted.

第1処理電極26および第2処理電極28の態様は、上述した第1実施態様で述べた第1処理電極3および第2処理電極4と同義である。   The aspect of the 1st processing electrode 26 and the 2nd processing electrode 28 is synonymous with the 1st processing electrode 3 and the 2nd processing electrode 4 which were described in the 1st embodiment mentioned above.

また、第1処理電極26および第2処理電極28の厚さや大きさ、形状等も、熱電変換層16の厚さや大きさ、形状、熱電変換素子10の大きさ等に応じて、適宜、設定すればよい。   In addition, the thickness, size, shape, and the like of the first processing electrode 26 and the second processing electrode 28 are appropriately set according to the thickness, size, shape, and size of the thermoelectric conversion element 10 of the thermoelectric conversion layer 16. do it.

上述したように、熱電変換素子10には、第1基板12と熱電変換層16との間、および/または、第2基板20と熱電変換層16との間に、粘着層が配置されていてもよい。
粘着層の形成材料は、第1基板12(低熱伝導部12a)、第2基板20(低熱伝導部20a)、第1処理電極26および第2処理電極28の形成材料等に応じて、これらを貼着可能なものが、各種、利用可能である。
具体的には、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ゴム、EVA(Ethylene-Vinyl Acetate)、α-オレフィンポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ゼラチン、デンプン等が例示される。また、粘着層は、市販の両面テープや粘着フィルムを利用して形成してもよい。
粘着層の厚さは、粘着層の形成材料、第1基板12および第2基板20の形成材料や大きさ等に応じて、十分な密着力が得られ、かつ、熱電変換層16に起因する段差を埋められる厚さを、適宜、設定すればよい。
As described above, the thermoelectric conversion element 10 includes the adhesive layer disposed between the first substrate 12 and the thermoelectric conversion layer 16 and / or between the second substrate 20 and the thermoelectric conversion layer 16. Also good.
The material for forming the adhesive layer depends on the materials for forming the first substrate 12 (low heat conduction part 12a), the second substrate 20 (low heat conduction part 20a), the first processing electrode 26 and the second processing electrode 28, etc. Various things that can be attached are available.
Specific examples include acrylic resin, urethane resin, silicone resin, epoxy resin, rubber, EVA (Ethylene-Vinyl Acetate), α-olefin polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinyl pyrrolidone, gelatin, starch and the like. Moreover, you may form an adhesion layer using a commercially available double-sided tape and an adhesive film.
The thickness of the pressure-sensitive adhesive layer depends on the material for forming the pressure-sensitive adhesive layer, the material for forming the first substrate 12 and the second substrate 20, the size thereof, and the like, and is attributable to the thermoelectric conversion layer 16. What is necessary is just to set suitably the thickness which can fill a level | step difference.

図示例の熱電変換素子10は、第1基板12の高熱伝導部12bと、第2基板20の高熱伝導部20bとが、電極間方向に対面して端部を当接するように、面方向の異なる位置に配置される。
本発明の熱電変換素子は、これ以外にも、各種の構成が利用可能である。
例えば、図3A〜図3Cに示す例において、第1基板12の高熱伝導部12bを図中右側に移動し、第2基板20の高熱伝導部20bを図中左側に移動して、面方向において、両高熱伝導部を、電極間方向に離間させてもよい。具体的には、第1基板12の高熱伝導部12bと第2基板20の高熱伝導部20bとは、面方向において、第1処理電極26と第2処理電極28との離間方向における熱電変換層16の大きさに対して、電極間方向に10〜90%離間させるのが好ましく、10〜50%離間させるのがより好ましい。
逆に、図3A〜図3Cに示す例において、第1基板12の高熱伝導部12bを図中左側に移動し、第2基板20の高熱伝導部20bを図中右側に移動することによって、両基板の高熱伝導部の一部を、面方向で重複させてもよい。
In the illustrated thermoelectric conversion element 10, the high thermal conductive portion 12 b of the first substrate 12 and the high thermal conductive portion 20 b of the second substrate 20 face each other in the inter-electrode direction and abut the end portions thereof. Arranged at different positions.
In addition to this, various configurations can be used for the thermoelectric conversion element of the present invention.
For example, in the example shown in FIGS. 3A to 3C, the high heat conduction portion 12 b of the first substrate 12 is moved to the right side in the drawing, and the high heat conduction portion 20 b of the second substrate 20 is moved to the left side in the drawing, Both high heat conduction parts may be separated in the inter-electrode direction. Specifically, the high thermal conductive portion 12b of the first substrate 12 and the high thermal conductive portion 20b of the second substrate 20 are in the plane direction, the thermoelectric conversion layer in the direction in which the first processing electrode 26 and the second processing electrode 28 are separated from each other. The size of 16 is preferably 10 to 90% apart, more preferably 10 to 50% apart in the direction between the electrodes.
On the contrary, in the example shown in FIGS. 3A to 3C, the high heat conduction part 12b of the first substrate 12 is moved to the left side in the figure, and the high heat conduction part 20b of the second substrate 20 is moved to the right side in the figure, thereby A part of the high thermal conductivity portion of the substrate may overlap in the plane direction.

あるいは、第1基板に円形の高熱伝導部を形成し、第2基板に同サイズ(直径と一辺の長さとが一致)の正方形の高熱伝導部を形成して、両高熱伝導部の中心を面方向で一致させるように、両基板を配置してもよい。この構成でも、距離は短いが、両高熱伝導部は、端部(周辺)位置が面方向で異なるので、熱電変換層には面方向の温度差が生じ、厚さ方向に温度差を生じさせる熱電変換素子に比して、効率の良い発電が可能である。
すなわち、本発明においては、第1基板と第2基板とで、高熱伝導部が面方向に完全に重複しなければ、第1基板および第2基板は、各種の構成が利用可能である。言い換えれば、第1基板および第2基板は、基板面と垂直方向から見た際に、第1基板と第2基板との高熱伝導部が完全に重なっていなければ、各種の構成が利用可能である。
Alternatively, a circular high heat conduction part is formed on the first substrate, and a square high heat conduction part of the same size (diameter and length of one side coincides) is formed on the second substrate, and the center of both high heat conduction parts is faced. You may arrange | position both board | substrates so that it may correspond in a direction. Even in this configuration, although the distance is short, since the end (periphery) positions of the two high heat conducting portions are different in the surface direction, a temperature difference in the surface direction is generated in the thermoelectric conversion layer, and a temperature difference is generated in the thickness direction. Efficient power generation is possible compared to thermoelectric conversion elements.
That is, in the present invention, various configurations can be used for the first substrate and the second substrate as long as the high thermal conductivity portions do not completely overlap in the plane direction between the first substrate and the second substrate. In other words, when the first substrate and the second substrate are viewed from the direction perpendicular to the substrate surface, various configurations can be used as long as the high thermal conductivity portions of the first substrate and the second substrate do not completely overlap. is there.

<熱電変換モジュール>
図5A〜図5Dに、このような本発明の熱電変換素子10を、複数、直列に接続してなる、本発明の熱電変換モジュールの一例を概念的に示す。なお、図5A〜図5Cは上面図、図5Dは正面図である。なお、後段で詳述するように、図5A〜図5Dの熱電変換モジュールの態様においては、第1処理電極26が上述した電極と電極上に固定された芳香環を有する密着層を有する態様に該当する。
<Thermoelectric conversion module>
5A to 5D conceptually show an example of the thermoelectric conversion module of the present invention in which a plurality of such thermoelectric conversion elements 10 of the present invention are connected in series. 5A to 5C are top views and FIG. 5D is a front view. As described in detail later, in the embodiment of the thermoelectric conversion module of FIGS. 5A to 5D, the first processing electrode 26 has an adhesion layer having the above-described electrode and an aromatic ring fixed on the electrode. Applicable.

本例において、第1基板12Aおよび第2基板20Aは、矩形板状の低熱伝導材料の表面に、一方向に延在する四角柱状の高熱伝導部を、四角柱の低熱伝導部に接触する一辺の長さと等間隔で、四角柱の延在方向と直交する方向に配列してなる構成を有する。
すなわち、第1基板12Aおよび第2基板20Aは、一面の表面の全面が低熱伝導部で、他面の表面が、一方向に延在する低熱伝導部と高熱伝導部とが、延在方向と直交する方向に等間隔で交互に形成された構成を有する(図5A、図5Cおよび図5D参照)。
なお、本例においても、第1基板(第2基板)は、低熱伝導部の表面に高熱伝導部を載置した構成以外の、各種の構成が利用可能である。例えば、第1基板は、図6Bに概念的に示すように、第1基板は、矩形板状の低熱伝導部12aに、一方向(図6Bの紙面に直交する方向)に延在する溝を、延在方向と直交する方向に溝の幅と等間隔で形成して、この溝に高熱伝導部12bを組み込んでなる構成でもよい。
In this example, each of the first substrate 12A and the second substrate 20A has a rectangular plate-like high heat conductive portion that extends in one direction on the surface of a rectangular plate-like low heat conductive material, and a side that contacts the low heat conductive portion of the square pillar. Are arranged in the direction orthogonal to the extending direction of the quadrangular prism at equal intervals.
That is, in the first substrate 12A and the second substrate 20A, the entire surface of one surface is a low heat conductive portion, and the other surface is a low heat conductive portion and a high heat conductive portion extending in one direction. It has a structure formed alternately at equal intervals in the orthogonal direction (see FIGS. 5A, 5C, and 5D).
Also in this example, the first substrate (second substrate) can use various configurations other than the configuration in which the high thermal conductivity portion is placed on the surface of the low thermal conductivity portion. For example, as conceptually shown in FIG. 6B, the first substrate has a groove extending in one direction (a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 6B) in the rectangular plate-shaped low heat conducting portion 12a. Alternatively, the groove may be formed at equal intervals with the width of the groove in a direction orthogonal to the extending direction, and the high heat conducting portion 12b may be incorporated in the groove.

図5Bに示すように、熱電変換層16は矩形の面形状を有し、第1基板12Aの全面が低熱伝導部12aである側の表面(12c)(図5Dを図中上下方向に表裏反転した状態)に、熱電変換層16の中心と低熱伝導部12aと高熱伝導部12bとの境界とを面方向で一致させて形成される。熱電変換層16の図4Bの横方向(以下、単に『横方向』とも言う)の大きさは、高熱伝導部12bの幅に対して0.5倍から2.0倍未満の間に設定される。すなわち、横方向とは、低熱伝導部12aと高熱伝導部12bとの交互の配列方向である。
熱電変換層16は、横方向に、低熱伝導部12aと高熱伝導部12bとの境界に対して、1境界置きに等間隔で形成される。すなわち、熱電変換層16は、横方向の中心が、高熱伝導部12bの幅の2倍の距離と同じ間隔で等間隔に形成される。
また、熱電変換層16は、横方向に等間隔に配列された熱電変換層16の列が、図5Bの上下方向(以下、単に『上下方向』とも言う)に等間隔で配列されるように、二次元的に形成される。すなわち、上下方向とは、低熱伝導部12aと高熱伝導部12bの延在方向である。
さらに、図5Bに示すように、熱電変換層16の横方向の配列は、上下方向に隣接する列では、高熱伝導部12bの幅の分だけ、横方向にズレて形成される。すなわち、上下方向に隣接する列では、熱電変換層16は、横方向の中心が、高熱伝導部12bの幅の分だけ、互い違いに形成される。
As shown in FIG. 5B, the thermoelectric conversion layer 16 has a rectangular surface shape, and the entire surface of the first substrate 12A is the surface (12c) on the side that is the low thermal conduction portion 12a (FIG. 5D is reversed upside down in the figure. The center of the thermoelectric conversion layer 16 and the boundary between the low heat conduction portion 12a and the high heat conduction portion 12b are aligned in the plane direction. The horizontal direction of the thermoelectric conversion layer 16 in FIG. 4B (hereinafter, also simply referred to as “lateral direction”) is set between 0.5 times and less than 2.0 times the width of the high thermal conductive portion 12b. The That is, the horizontal direction is an alternate arrangement direction of the low heat conduction portions 12a and the high heat conduction portions 12b.
The thermoelectric conversion layer 16 is formed at equal intervals every other boundary with respect to the boundary between the low thermal conductivity portion 12a and the high thermal conductivity portion 12b in the lateral direction. That is, the thermoelectric conversion layer 16 is formed at equal intervals with the same center as the distance of twice the width of the high thermal conductive portion 12b.
Further, the thermoelectric conversion layers 16 are arranged such that the rows of the thermoelectric conversion layers 16 arranged at equal intervals in the horizontal direction are arranged at equal intervals in the vertical direction of FIG. 5B (hereinafter also simply referred to as “vertical direction”). , Formed two-dimensionally. That is, the up and down direction is the extending direction of the low heat conduction portion 12a and the high heat conduction portion 12b.
Furthermore, as shown in FIG. 5B, the horizontal arrangement of the thermoelectric conversion layers 16 is formed so as to be shifted in the horizontal direction by the width of the high thermal conductive portion 12 b in the columns adjacent in the vertical direction. In other words, in the rows adjacent in the vertical direction, the thermoelectric conversion layers 16 are alternately formed with the horizontal centers corresponding to the widths of the high heat conduction portions 12b.

各熱電変換層16は、第1処理電極26によって直列に接続される。具体的には、図5Bに示すように、図中横方向の熱電変換層16の配列において、第1処理電極26(構成を明確にするため、網掛けして示す)が、各熱電変換層16を横方向に挟むように設けられる。これにより、横方向に配列された熱電変換層16が、第1処理電極26によって直列に接続される。
熱電変換層16の横方向の列の端部では、上下方向に隣接する列の熱電変換層16が、第1処理電極26によって接続される。この横方向の列の端部での第1処理電極26による上下方向の熱電変換層16の接続は、一方の端部の熱電変換層16は上側の列の同側端部の熱電変換層16と接続され、他方の端部の熱電変換層16は下側の列の同側端部の熱電変換層16と接続される。
これにより、全ての熱電変換層16が、横方向に、複数回、折り返した1本の線のように直列で接続される。
The thermoelectric conversion layers 16 are connected in series by the first processing electrode 26. Specifically, as shown in FIG. 5B, in the arrangement of the thermoelectric conversion layers 16 in the horizontal direction in the drawing, the first processing electrodes 26 (shown by shading for the sake of clarity) are connected to each thermoelectric conversion layer. 16 is provided so as to sandwich it horizontally. Thereby, the thermoelectric conversion layers 16 arranged in the horizontal direction are connected in series by the first processing electrode 26.
At the ends of the rows in the horizontal direction of the thermoelectric conversion layers 16, the thermoelectric conversion layers 16 in rows adjacent in the vertical direction are connected by the first processing electrode 26. The connection of the thermoelectric conversion layer 16 in the vertical direction by the first processing electrode 26 at the end of the horizontal row is such that the thermoelectric conversion layer 16 at one end is the thermoelectric conversion layer 16 at the same end of the upper row. The thermoelectric conversion layer 16 at the other end is connected to the thermoelectric conversion layer 16 at the same end in the lower row.
Thereby, all the thermoelectric conversion layers 16 are connected in series like the one line | wire folded in multiple times in the horizontal direction.

図5Aに概念的に示すように、熱電変換層16および第1処理電極26の上に、第2基板20Aの全面が低熱伝導部20aである側の面(20c)を下方にして、かつ、低熱伝導部20aと高熱伝導部20bとの境界を第1基板12Aの低熱伝導部12aと高熱伝導部12bとの境界と一致させて、第2基板20Aが積層される。この積層は、第1基板12Aの高熱伝導部12bと第2基板20Aの高熱伝導部20bとが、互い違いになるように行われる。
なお、図示はされないが、第2基板20Aの積層に先立ち、第1基板12Aを全面的に覆うように、熱電変換層16および第1処理電極26の上に粘着層が形成される。
As conceptually shown in FIG. 5A, on the thermoelectric conversion layer 16 and the first processing electrode 26, the entire surface of the second substrate 20 </ b> A has a surface (20 c) on the side that is the low thermal conductive portion 20 a, and The second substrate 20A is laminated such that the boundary between the low heat conductive portion 20a and the high heat conductive portion 20b is coincident with the boundary between the low heat conductive portion 12a and the high heat conductive portion 12b of the first substrate 12A. This stacking is performed so that the high thermal conductive portion 12b of the first substrate 12A and the high thermal conductive portion 20b of the second substrate 20A are alternated.
Although not shown, an adhesive layer is formed on the thermoelectric conversion layer 16 and the first processing electrode 26 so as to cover the entire surface of the first substrate 12A prior to the lamination of the second substrate 20A.

従って、第1基板12Aの低熱伝導部12aと第2基板20Aの高熱伝導部20bのみの領域とが面方向に一致して対面し、第1基板12Aの高熱伝導部12bと第2基板20Aの低熱伝導部20aのみの領域とが面方向に一致して対面する。
これにより、本発明の熱電変換素子10を、複数、直列に接続してなる、本発明の熱電変換モジュールが構成される。
Therefore, the low heat conduction part 12a of the first substrate 12A and the region of the second substrate 20A only with the high heat conduction part 20b are aligned in the plane direction and face each other, and the high heat conduction part 12b of the first substrate 12A and the second substrate 20A The region of only the low heat conducting portion 20a faces the surface direction in alignment.
Thereby, the thermoelectric conversion module of this invention formed by connecting two or more thermoelectric conversion elements 10 of this invention in series is comprised.

なお、上記態様においては、第1処理電極26が、上述した電極と、電極上に固定された芳香環を有する密着層とを有する。なお、上記態様においては、第1処理電極26中の密着層と熱電変換層16とが接触している。   In the above embodiment, the first processing electrode 26 includes the above-described electrode and an adhesion layer having an aromatic ring fixed on the electrode. In the above aspect, the adhesion layer in the first processing electrode 26 and the thermoelectric conversion layer 16 are in contact with each other.

ここで、前述のように、熱電変換層16の横方向の配列は、上下方向に隣接する列では、熱電変換層16の横方向の中心線が、高熱伝導部12b(すなわち高熱伝導部20b)の幅の分だけ、横方向にズレて形成される。すなわち、上下方向に隣接する列では、熱電変換層16は、熱電変換層16の横方向の中心線が、高熱伝導部12bの幅の分だけ、互い違いに形成される。
そのため、折り返した1本の線のように直列に接続された熱電変換層16は、接続方向の一方向の流れにおいて、全ての熱電変換層16が、一方の半分が第1基板12Aの高熱伝導部12bと第2基板20Aの低熱伝導部20aのみの領域とに対面し、他方の半分が第1基板12Aの低熱伝導部12aのみの領域と第2基板20Aの高熱伝導部20bとに対面する。
例えば、図5Bの上から下への直列の接続方向で見た場合には、図5A〜図5Cに示すように、全ての熱電変換層16が、上流側半分が第1基板12Aの高熱伝導部12bおよび第2基板20Aの低熱伝導部20aのみの領域に対面し、下流側の半分が第1基板12Aの低熱伝導部12aのみの領域および第2基板20Aの高熱伝導部20bに対面する。
従って、第1基板12A側もしくは第2基板20A側に熱源を配置した際に、直列に接続された全ての熱電変換層16で、接続方向に対する熱の流れ方向すなわち発電した電気の流れ方向が一致し、熱電変換モジュールが適正に発電を行うことができる。
Here, as described above, in the horizontal arrangement of the thermoelectric conversion layers 16, in the columns adjacent in the vertical direction, the horizontal center line of the thermoelectric conversion layers 16 is the high heat conduction portion 12b (that is, the high heat conduction portion 20b). This is formed by shifting in the horizontal direction by the width of. In other words, in the rows adjacent in the vertical direction, the thermoelectric conversion layers 16 are formed so that the horizontal center lines of the thermoelectric conversion layers 16 are staggered by the width of the high thermal conductivity portion 12b.
For this reason, the thermoelectric conversion layers 16 connected in series as a single folded line have all the thermoelectric conversion layers 16 in the flow in one direction of the connection direction, and one half of the thermoelectric conversion layers 16 is the high thermal conductivity of the first substrate 12A. The portion 12b faces the region of the second substrate 20A only of the low heat conduction portion 20a, and the other half faces the region of only the low heat conduction portion 12a of the first substrate 12A and the high heat conduction portion 20b of the second substrate 20A. .
For example, when viewed in the series connection direction from the top to the bottom of FIG. 5B, as shown in FIGS. 5A to 5C, all the thermoelectric conversion layers 16 have high thermal conductivity of the first substrate 12A in the upstream half. The portion 12b and the second substrate 20A face only the region of the low heat conduction portion 20a, and the downstream half faces the region of the first substrate 12A only of the low heat conduction portion 12a and the second substrate 20A of the high heat conduction portion 20b.
Therefore, when the heat source is arranged on the first substrate 12A side or the second substrate 20A side, the heat flow direction relative to the connection direction, that is, the flow direction of the generated electricity is the same in all the thermoelectric conversion layers 16 connected in series. And the thermoelectric conversion module can generate electricity properly.

(熱電変換モジュールの製造方法)
以下に、図5A〜図5Dに示す熱電変換モジュールの製造方法の一例を説明する。なお、熱電変換素子は、この熱電変換モジュールの製造方法に準じて製造できる。
(Method for manufacturing thermoelectric conversion module)
Below, an example of the manufacturing method of the thermoelectric conversion module shown to FIG. 5A-FIG. 5D is demonstrated. In addition, a thermoelectric conversion element can be manufactured according to the manufacturing method of this thermoelectric conversion module.

まず、低熱伝導部12aおよび高熱伝導部12bを有する第1基板12A(第1基板12)、および、低熱伝導部20aおよび高熱伝導部20bを有する第2基板20A(第2基板20)を用意する。   First, a first substrate 12A (first substrate 12) having a low thermal conductivity portion 12a and a high thermal conductivity portion 12b, and a second substrate 20A (second substrate 20) having a low thermal conductivity portion 20a and a high thermal conductivity portion 20b are prepared. .

第1基板12Aおよび第2基板20Aは、フォトリソグラフィー、エッチング、成膜技術等を利用して、公知の方法で作製すればよい。
例えば、基板の両面に銅が積層された銅ポリイミドフィルムの一面を全てエッチングし、もう一方の面を高熱伝導部パターンとなるようにエッチングすることにより作製することができる。また、低熱伝導部となる基板のシート状物を用意し、このシート状物に、帯状の高熱伝導部を延在方向と直交する方向に、帯の幅と等間隔で貼着して、第1基板12Aおよび第2基板20Aを作製すればよい。
なお、第1基板12Aおよび第2基板20Aは、市販品も利用可能である。
The first substrate 12A and the second substrate 20A may be manufactured by a known method using photolithography, etching, film formation technology, or the like.
For example, it can be produced by etching one surface of a copper polyimide film in which copper is laminated on both surfaces of the substrate, and etching the other surface so as to form a high heat conduction portion pattern. In addition, a sheet-like material of the substrate to be the low heat conduction part is prepared, and the belt-like high heat conduction part is attached to the sheet-like material in the direction orthogonal to the extending direction at equal intervals with the width of the belt. What is necessary is just to produce 1 board | substrate 12A and 2nd board | substrate 20A.
Commercially available products can also be used for the first substrate 12A and the second substrate 20A.

次いで、第1処理電極26を形成する。第1処理電極26の形成方法としては、第1実施態様で述べた第1処理電極3の形成方法が挙げられる。
次いで、第1処理電極26を面方向で挟むように、熱電変換層16を形成する。熱電変換層16の形成方法としては、第1実施態様で述べた熱電変換層5の形成方法が挙げられる。
Next, the first processing electrode 26 is formed. Examples of the method for forming the first processing electrode 26 include the method for forming the first processing electrode 3 described in the first embodiment.
Next, the thermoelectric conversion layer 16 is formed so as to sandwich the first processing electrode 26 in the surface direction. Examples of the method for forming the thermoelectric conversion layer 16 include the method for forming the thermoelectric conversion layer 5 described in the first embodiment.

さらに、用意した第2基板20Aを、高熱伝導部20bが形成されていない側の面(20c)を向けて、熱電変換層16に貼着して、熱電変換モジュール(熱電変換素子10)を作製する。なお、貼着においては、必要に応じて粘着層を使用してもよい。   Furthermore, the prepared second substrate 20A is attached to the thermoelectric conversion layer 16 with the surface (20c) on which the high heat conducting portion 20b is not formed, and a thermoelectric conversion module (thermoelectric conversion element 10) is manufactured. To do. In sticking, an adhesive layer may be used as necessary.

このような本発明の熱電変換素子および熱電変換モジュールは、各種の用途に利用可能である。
一例として、温泉熱発電機、太陽熱発電機、廃熱発電機等の発電機や、腕時計用電源、半導体駆動電源、小型センサ用電源等の各種装置(デバイス)の電源等、様々な発電用途が例示される。また、本発明の熱電変換素子の用途としては、発電用途以外にも、感熱センサや熱電対等のセンサ素子用途も例示される。
Such a thermoelectric conversion element and thermoelectric conversion module of the present invention can be used for various applications.
Examples include various power generation applications such as hot spring thermal generators, solar thermal generators, waste heat generators, and other devices (devices) such as wristwatch power supplies, semiconductor drive power supplies, and small sensor power supplies. The Moreover, as a use of the thermoelectric conversion element of this invention, sensor element uses, such as a thermal sensor and a thermocouple, are illustrated besides a power generation use.

以上、本発明の熱電変換素子および熱電変換モジュールについて詳細に説明したが、本発明は前述の例に制限はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。   As described above, the thermoelectric conversion element and the thermoelectric conversion module of the present invention have been described in detail. However, the present invention is not limited to the above-described examples, and various improvements and modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course it is good.

以下、本発明の具体的実施例を挙げて、本発明について、より詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に制限されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples of the present invention. However, the present invention is not limited to the following examples.

<CNT分散液の調製>
水20mLに、CNT(名城ナノカーボン社製)500mg、および、デオキシコール酸ナトリウム1500mgを、投入した。
この溶液を、羽根付きホモジナイザーを用いて7分間分散した。得られた分散液を、さらに、高速旋回薄膜分散法(フィルミックス、プライミクス社製)を用いて周速30m/s、5分間攪拌処理を行い、CNT分散液を得た。
<Preparation of CNT dispersion>
To 20 mL of water, 500 mg of CNT (manufactured by Meijo Nanocarbon Co., Ltd.) and 1500 mg of sodium deoxycholate were added.
This solution was dispersed for 7 minutes using a bladed homogenizer. The obtained dispersion was further subjected to a stirring process for 5 minutes at a peripheral speed of 30 m / s using a high-speed rotating thin film dispersion method (Filmix, manufactured by Primex) to obtain a CNT dispersion.

<処理電極の製造>
厚さ25μm、15×12cmのポリイミドフィルムの一面に、幅0.5mm、厚さ70μmの銅ストライプを0.5mm間隔で形成してなる第1基板12Aおよび第2基板20Aを用意した(図5A〜図5D参照)。
この第1基板12Aの全面が低熱伝導部12aである面の6×6cmの領域に、後述するように熱電変換層16を1785個形成できるように、マスクを用いる真空蒸着によって、0.5×1mmの電極(厚さ200nm)のパターンを形成した(図5B参照)。なお、電極のパターンは、図5Bに示すように、高熱伝導部12bと低熱伝導部12aとの境界(銅ストライプの境界)と、0.5×1mmのパターンの中心とが一致するように形成した。なお、図5Bに示すように、熱電変換層16の横方向の列の端部では、上下方向に隣接する列の熱電変換層16が、第1処理電極26によって接続されるように、電極パターンを形成した。
なお、使用した電極の材料は、各実施例および各比較例において、表4に示す材料を用いた。
得られた電極を有する基板をエタノール100mLに浸け、超音波洗浄を行い、100℃にて1時間乾燥処理を実施した。洗浄した基板を、表4に示す各実施例にて使用する有機化合物(5mmol/L)のエタノール溶液に室温で24時間浸漬させた。その後、基板を取り出し、エタノールで洗浄後、基板を100℃にて1時間乾燥させることにより、電極の表面処理を行い、所定の成分を含む密着層を有する第1処理電極26を得た。
なお、実施例1〜4で使用した有機化合物には−M(X)3−n(R)で表される基が含まれており、各実施例にて形成される密着層中にはこれら有機化合物の加水分解物および加水分解縮合物が含まれていた。
また、後述するように、実施例12は上記とは異なる方法にて電極の表面処理を実施した。
<Manufacture of treated electrodes>
A first substrate 12A and a second substrate 20A in which copper stripes having a width of 0.5 mm and a thickness of 70 μm were formed on one surface of a polyimide film having a thickness of 25 μm and 15 × 12 cm were prepared (FIG. 5A). To FIG. 5D).
By vacuum deposition using a mask, 0.5 × can be formed so that 1785 thermoelectric conversion layers 16 can be formed in a 6 × 6 cm region of the surface of the first substrate 12A, which is the low thermal conductive portion 12a, as will be described later. A pattern of 1 mm electrodes (thickness 200 nm) was formed (see FIG. 5B). As shown in FIG. 5B, the electrode pattern is formed so that the boundary between the high thermal conductive portion 12b and the low thermal conductive portion 12a (the boundary of the copper stripe) coincides with the center of the 0.5 × 1 mm pattern. did. As shown in FIG. 5B, at the end of the row in the horizontal direction of the thermoelectric conversion layer 16, the electrode pattern is formed so that the thermoelectric conversion layers 16 in the row adjacent in the vertical direction are connected by the first processing electrode 26. Formed.
In addition, the material shown in Table 4 was used for the material of the used electrode in each Example and each comparative example.
The obtained substrate having an electrode was immersed in 100 mL of ethanol, subjected to ultrasonic cleaning, and dried at 100 ° C. for 1 hour. The washed substrate was immersed in an ethanol solution of an organic compound (5 mmol / L) used in each example shown in Table 4 at room temperature for 24 hours. Thereafter, the substrate was taken out, washed with ethanol, and then dried at 100 ° C. for 1 hour, whereby the surface of the electrode was subjected to surface treatment to obtain a first processing electrode 26 having an adhesion layer containing a predetermined component.
In addition, the group represented by -M (X) 3-n (R) n is contained in the organic compound used in Examples 1-4, and in the adhesion layer formed in each Example, These organic compound hydrolysates and hydrolysis condensates were included.
Further, as will be described later, in Example 12, the surface treatment of the electrode was performed by a method different from the above.

なお、実施例11にて使用したポリマーは、以下の方法にて合成した。
<ベンジルメタクリレート/メタクリル酸ポリマー>
300mLの3つ口フラスコ中に、ベンジルメタクリレート20g、メタクリル酸10g、メチルエチルケトン70gを投入し、窒素雰囲気下で75℃に加熱した。その後、重合開始剤V−601(和光純薬製)を0.5g投入し、2時間反応させた。さらに、重合開始剤V−601(和光純薬製)を0.25g投入し、2時間反応させた。得られた反応液をメタノール中で再沈殿させて目的のポリマーを25g得た。GPC(Gel Permeation Chromatography)測定により、重量平均分子量は1万であった。
なお、GPCの測定条件は、以下の通りであった。
カラム:東ソー社製 TSK−GEL SuperH
カラム温度:40℃
流速:1mL/min
溶離液:THF(テトラヒドロフラン)
The polymer used in Example 11 was synthesized by the following method.
<Benzyl methacrylate / methacrylic acid polymer>
In a 300 mL three-necked flask, 20 g of benzyl methacrylate, 10 g of methacrylic acid, and 70 g of methyl ethyl ketone were charged and heated to 75 ° C. in a nitrogen atmosphere. Thereafter, 0.5 g of polymerization initiator V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added and reacted for 2 hours. Furthermore, 0.25 g of a polymerization initiator V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added and reacted for 2 hours. The obtained reaction solution was reprecipitated in methanol to obtain 25 g of the target polymer. The weight average molecular weight was 10,000 by GPC (Gel Permeation Chromatography) measurement.
The GPC measurement conditions were as follows.
Column: TSK-GEL SuperH manufactured by Tosoh Corporation
Column temperature: 40 ° C
Flow rate: 1 mL / min
Eluent: THF (tetrahydrofuran)

また、実施例12においては、以下の方法にて電極の表面処理を実施した。
電極を有する基板を、2−カルボキシエチルアクリレート(5mmol/L)のエタノール溶液に室温で24時間浸漬させた。その後、基板を取り出し、エタノールで洗浄後、基板を50℃にて1時間乾燥させた。その後、2−メルカプトナフタレン(5mmol/L)およびトリエチルアミン(5mmol/L)のエタノール溶液に室温で24時間浸漬させた。その後、エタノールで洗浄後、基板を100℃で1時間乾燥させることにより、電極の表面処理を行い、所定の成分を含む密着層を有する第1処理電極26を得た。
Moreover, in Example 12, the electrode surface treatment was performed by the following method.
The board | substrate which has an electrode was immersed in the ethanol solution of 2-carboxyethyl acrylate (5 mmol / L) for 24 hours at room temperature. Thereafter, the substrate was taken out, washed with ethanol, and then dried at 50 ° C. for 1 hour. Then, it was immersed in an ethanol solution of 2-mercaptonaphthalene (5 mmol / L) and triethylamine (5 mmol / L) at room temperature for 24 hours. Then, after washing with ethanol, the substrate was dried at 100 ° C. for 1 hour to perform surface treatment of the electrode, thereby obtaining a first treated electrode 26 having an adhesion layer containing a predetermined component.

<熱電変換素子の製造>
次いで、各第1処理電極26間に、スクリーン印刷によってCNT分散液を付与して、0.5×1mmのパターンを1785個、形成した。パターンを形成した第1基板12Aを、ホットプレート上で50℃で30分間加熱し、さらに、130℃で2.5時間加熱することにより、パターンを乾燥した。次いで、第1基板12Aを、エタノールに14時間、浸漬した。エタノールに浸漬した第1基板12Aを、ホットプレート上で50℃で30分間加熱し、さらに、130℃で150分間加熱することにより、熱電変換層16を作製した。
なお、パターンは、高熱伝導部12bと低熱伝導部12aとの境界(銅ストライプの境界)と、0.5×1mmのパターンの中心とが一致するように形成した。なお、第1基板12A上においては、1785個の熱電変換層16が第1処理電極26で直列に接続されていた(図5B参照)。
一方、第2基板20Aの全面が低熱伝導部20aである面に、粘着層として厚さ25μmの両面テープ(接着剤転写テープ8146−1、3M社製)を貼着した。
この両面テープを、熱電変換層16および第1処理電極26を覆うように貼着して、図5A〜図5Dに示すような熱電変換モジュールを作製した。なお、第2基板20Aは、熱電変換層16の中心と銅ストライプの境界とが一致し、かつ、第2基板20Aの銅ストライプの延在方向が第1基板12Aの銅ストライプの延在方向と一致し、さらに、第1基板12Aと第2基板20Aとで、高熱伝導部と低熱伝導部とが互い違いになるように(面方向において、第1基板12Aの銅ストライプと第2基板20Aの銅ストライプが重ならないよう)に貼着した。
作製した熱電変換モジュールについて、第1基板12A側を下にしてホットプレートに載置し、かつ、第2基板20Aの上に温度制御用のペルチェ素子を設置した。
ホットプレートの温度を100℃で一定に保って、ペルチェ素子の温度を低下することにより、熱電変換モジュールの第1基板12Aと第2基板20Aとの間に、10℃の温度差をつけた。
<Manufacture of thermoelectric conversion elements>
Next, a CNT dispersion was applied between each first processing electrode 26 by screen printing to form 1785 patterns of 0.5 × 1 mm. The first substrate 12A on which the pattern was formed was heated on a hot plate at 50 ° C. for 30 minutes, and further heated at 130 ° C. for 2.5 hours to dry the pattern. Next, the first substrate 12A was immersed in ethanol for 14 hours. The 1st board | substrate 12A immersed in ethanol was heated for 30 minutes at 50 degreeC on the hotplate, and also the thermoelectric conversion layer 16 was produced by heating for 150 minutes at 130 degreeC.
The pattern was formed so that the boundary between the high heat conduction part 12b and the low heat conduction part 12a (the boundary between the copper stripes) and the center of the 0.5 × 1 mm pattern coincided. On the first substrate 12A, 1785 thermoelectric conversion layers 16 were connected in series by the first processing electrode 26 (see FIG. 5B).
On the other hand, a double-sided tape (adhesive transfer tape 8146-1, 3M) having a thickness of 25 μm was stuck as an adhesive layer on the surface of the second substrate 20A, which is the low thermal conductive portion 20a.
This double-sided tape was affixed so as to cover the thermoelectric conversion layer 16 and the first processing electrode 26 to produce a thermoelectric conversion module as shown in FIGS. 5A to 5D. In the second substrate 20A, the center of the thermoelectric conversion layer 16 and the boundary of the copper stripe coincide with each other, and the extending direction of the copper stripe of the second substrate 20A is the extending direction of the copper stripe of the first substrate 12A. Furthermore, the first substrate 12A and the second substrate 20A have a high heat conduction portion and a low heat conduction portion that alternate (in the plane direction, the copper stripe of the first substrate 12A and the copper of the second substrate 20A). The stripes were attached so that the stripes did not overlap.
The produced thermoelectric conversion module was placed on the hot plate with the first substrate 12A side down, and a Peltier element for temperature control was installed on the second substrate 20A.
A temperature difference of 10 ° C. was made between the first substrate 12A and the second substrate 20A of the thermoelectric conversion module by keeping the temperature of the hot plate constant at 100 ° C. and decreasing the temperature of the Peltier element.

<評価>
(発電量(熱電変換特性)評価)
作製した熱電変換モジュールの発電量の測定を行い、以下の評価基準に従って評価した。結果を表4にまとめて示す。
AAA:発電量35μW以上
AA:発電量30μW以上35μW未満
A:発電量25μW以上30μW未満
B:発電量20μW以上25μW未満
C:発電量15μW以上20μW未満
D:発電量15μW未満
<Evaluation>
(Evaluation of power generation (thermoelectric conversion characteristics))
The power generation amount of the produced thermoelectric conversion module was measured and evaluated according to the following evaluation criteria. The results are summarized in Table 4.
AAA: Power generation amount 35 μW or more AA: Power generation amount 30 μW or more and less than 35 μW A: Power generation amount 25 μW or more and less than 30 μW B: Power generation amount 20 μW or more and less than 25 μW C: Power generation amount 15 μW or more and less than 20 μW D: Power generation amount 15 μW or less

(耐曲げ性評価)
作製した熱電変換モジュールを、直径32mmのマンドレル屈曲試験機にセットし、5回折り曲げ、その後、熱電変換モジュールの抵抗値を測定することにより、耐曲げ性評価を行い、以下の評価基準に従って評価した。結果を表4にまとめて示す。なお、以下の抵抗値変動率(%)は、{(曲げ試験後の熱電変換モジュールの抵抗値)−(曲げ試験前の熱電変換モジュールの抵抗値)/(曲げ試験後の熱電変換モジュールの抵抗値)}×100によって求められる。
AAA:抵抗値変動率5%未満
AA:抵抗値変動率5%以上10%未満
A:抵抗値変動率10%以上15%未満
B:抵抗値変動率15%以上20%未満
C:抵抗値変動率20%以上25%未満
D:抵抗値変動率25%以上
(Bend resistance evaluation)
The produced thermoelectric conversion module was set in a mandrel bending tester having a diameter of 32 mm, bent five times, and then the resistance value of the thermoelectric conversion module was measured to evaluate the bending resistance, and evaluated according to the following evaluation criteria. . The results are summarized in Table 4. In addition, the following resistance value variation rate (%) is {(resistance value of thermoelectric conversion module after bending test) − (resistance value of thermoelectric conversion module before bending test) / (resistance of thermoelectric conversion module after bending test). Value)} × 100.
AAA: Resistance value fluctuation rate of less than 5% AA: Resistance value fluctuation rate of 5% or more and less than 10% A: Resistance value fluctuation rate of 10% or more and less than 15% B: Resistance value fluctuation rate of 15% or more and less than 20% C: Resistance value fluctuation Rate 20% or more and less than 25% D: Resistance value fluctuation rate 25% or more

表4中、「式(1)」「式(2)」「式(3)」「式(4)」「式(5)」欄は、それぞれ上述した式(1)、式(2)、式(3)、式(4)、式(5)中の各基に該当する部分を表す。ただし、比較例2、3および5においては「Y」欄に該当する基はないが、比較のため使用した化合物の構造を示す。
また、表4中、「Et」はエチル基を、「iPr」はイソプロピル基を、「Bz」はベンゼン環を、「Np」はナフタレン環を、「Py」はピレン環をそれぞれ表す。
In Table 4, the columns of “Expression (1)”, “Expression (2)”, “Expression (3)”, “Expression (4)”, and “Expression (5)” are respectively the above-described Expression (1), Expression (2), The part applicable to each group in Formula (3), Formula (4), and Formula (5) is represented. However, in Comparative Examples 2, 3 and 5, there is no group corresponding to the “Y” column, but the structure of the compound used for comparison is shown.
In Table 4, “Et” represents an ethyl group, “iPr” represents an isopropyl group, “Bz” represents a benzene ring, “Np” represents a naphthalene ring, and “Py” represents a pyrene ring.

上記表4に示すように、所定の処理電極を使用した熱電変換素子は、熱電変換性能(発電量)に優れると共に、耐曲げ性にも優れることが確認された。
なかでも、実施例1〜16の比較より、有機化合物がチオール基、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、ジスルフィド基等を含む場合(より好ましくは、チオール基、カルボキシル基、リン酸基、ジスルフィド基)、発電量および曲げ耐性がより優れることが確認された。
また、実施例6と実施例7との比較(または、実施例14と実施例16との比較)より、芳香環が多環芳香環である場合、より効果が優れることが確認された。
また、実施例8と9との比較より、式(1)中、Lが2価の連結基である場合、より効果が優れることが確認された。
As shown in Table 4 above, it was confirmed that the thermoelectric conversion element using the predetermined treatment electrode was excellent in thermoelectric conversion performance (power generation amount) and also in bending resistance.
Especially, when the organic compound contains a thiol group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a disulfide group, or the like from the comparison of Examples 1 to 16 (more preferably, a thiol group, a carboxyl group, a phosphoric acid group, It was confirmed that the disulfide group), power generation amount and bending resistance were more excellent.
Moreover, it was confirmed from the comparison with Example 6 and Example 7 (or comparison with Example 14 and Example 16) that an effect is more excellent when an aromatic ring is a polycyclic aromatic ring.
Moreover, from the comparison with Example 8 and 9, when L was a bivalent coupling group in Formula (1), it was confirmed that an effect is more excellent.

一方、所定の有機化合物による処理を実施しておらず、密着層を有さない比較例1〜5においては、所望の効果が得られなかった。   On the other hand, the desired effects were not obtained in Comparative Examples 1 to 5 in which the treatment with the predetermined organic compound was not performed and the adhesion layer was not provided.

1A,1B,10 熱電変換素子
2 基板
6 保護基板
12,12A 第1基板
12a,20a 低熱伝導部
12b,20b 高熱伝導部
5,16 熱電変換層
20,20A 第2基板
3,26,30 第1処理電極
4,28,32 第2処理電極
1A, 1B, 10 Thermoelectric conversion element 2 Substrate 6 Protective substrate 12, 12A First substrate 12a, 20a Low heat conduction part 12b, 20b High heat conduction part 5, 16 Thermoelectric conversion layer 20, 20A Second substrate 3, 26, 30 First Processing electrode 4, 28, 32 Second processing electrode

Claims (7)

電極、および、前記電極上に固定された、芳香環を有する密着層を含む処理電極と、
前記処理電極と接触し、カーボンナノチューブを含む熱電変換層とを有する、熱電変換素子。
A treatment electrode including an electrode and an adhesion layer having an aromatic ring, which is fixed on the electrode;
The thermoelectric conversion element which has a thermoelectric conversion layer which contacts the said process electrode and contains a carbon nanotube.
前記密着層が、芳香環を有する有機化合物を含む、請求項1に記載の熱電変換素子。   The thermoelectric conversion element according to claim 1, wherein the adhesion layer includes an organic compound having an aromatic ring. 前記有機化合物が、チオール基、ジスルフィド基、スルホン酸基、アミノ基、カルボキシル基、および、リン酸基からなる群から選択される少なくも1種の吸着性基と芳香環とを有する第1化合物、または、
−M(X)3−n(R)で表される基と芳香環とを有する第2化合物、その加水分解物、若しくは、その加水分解縮合物を含む、請求項2に記載の熱電変換素子。
なお、Mは、Si、TiまたはZrを表す。Xは、加水分解性基を表す。Rは、1価の有機基を表す。nは、0、1または2を表す。ただし、前記1価の有機基には、前記加水分解性基は含まれない。
A first compound in which the organic compound has at least one adsorptive group and an aromatic ring selected from the group consisting of a thiol group, a disulfide group, a sulfonic acid group, an amino group, a carboxyl group, and a phosphoric acid group Or
The thermoelectric conversion according to claim 2, comprising a second compound having a group represented by -M (X) 3-n (R) n and an aromatic ring, a hydrolyzate thereof, or a hydrolyzed condensate thereof. element.
M represents Si, Ti, or Zr. X represents a hydrolyzable group. R represents a monovalent organic group. n represents 0, 1 or 2. However, the monovalent organic group does not include the hydrolyzable group.
前記有機化合物が、式(1)で表される化合物、式(2)で表される化合物、式(3)で表される繰り返し単位および式(4)で表される繰り返し単位を有する化合物、または、式(5)で表される化合物、その加水分解物、若しくは、その加水分解縮合物を含む、請求項2または3に記載の熱電変換素子。
式(1) X1−L−Y
式(2) Y−L−X2−L−Y
式(5) X3−L−Y
式(1)および式(3)中、X1は、チオール基、スルホン酸基、アミノ基、カルボキシル基、または、リン酸基を表す。
式(2)中、X2は、ジスルフィド基を表す。
式(1)、式(2)、式(4)、および、式(5)中、Yは、置換または無置換の芳香環を表す。
式(1)〜式(5)中、Lは、単結合、または、2価の連結基を表す。
式(3)および式(4)中、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子またはアルキル基を表す。
式(5)中、X3は、−M(X)3−n(R)で表される基を表す。なお、Mは、Si、TiまたはZrを表す。Xは、加水分解性基を表す。Rは、1価の有機基を表す。nは、0、1または2を表す。ただし、前記1価の有機基には、前記加水分解性基は含まれない。
A compound in which the organic compound has a compound represented by the formula (1), a compound represented by the formula (2), a repeating unit represented by the formula (3), and a repeating unit represented by the formula (4); Or the thermoelectric conversion element of Claim 2 or 3 containing the compound represented by Formula (5), its hydrolyzate, or its hydrolysis condensate.
Formula (1) X1-LY
Formula (2) YL-X2-LY
Formula (5) X3-LY
In formula (1) and formula (3), X1 represents a thiol group, a sulfonic acid group, an amino group, a carboxyl group, or a phosphoric acid group.
In formula (2), X2 represents a disulfide group.
In formula (1), formula (2), formula (4), and formula (5), Y represents a substituted or unsubstituted aromatic ring.
In formula (1) to formula (5), L represents a single bond or a divalent linking group.
In formula (3) and formula (4), R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group.
In Formula (5), X3 represents a group represented by -M (X) 3-n (R) n . M represents Si, Ti, or Zr. X represents a hydrolyzable group. R represents a monovalent organic group. n represents 0, 1 or 2. However, the monovalent organic group does not include the hydrolyzable group.
前記有機化合物が、式(1)中のLが2価の連結基である式(1)で表される化合物、または、式(5)中のLが2価の連結基である式(5)で表される化合物、その加水分解物、若しくは、その加水分解縮合物を含む、請求項4に記載の熱電変換素子。   The organic compound is a compound represented by Formula (1) in which L in Formula (1) is a divalent linking group, or Formula (5) in which L in Formula (5) is a divalent linking group. The thermoelectric conversion element of Claim 4 containing the compound represented by this, its hydrolyzate, or its hydrolysis condensate. 前記芳香環が、多環芳香環である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱電変換素子。   The thermoelectric conversion element according to any one of claims 1 to 5, wherein the aromatic ring is a polycyclic aromatic ring. 前記有機化合物が、チオール基、ジスルフィド基、リン酸基、および、カルボキシル基からなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項2に記載の熱電変換素子。   The thermoelectric conversion element according to claim 2, wherein the organic compound includes at least one selected from the group consisting of a thiol group, a disulfide group, a phosphate group, and a carboxyl group.
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