KR102109842B1 - 열전모듈, 이를 포함하는 건축재, 및 상기 열전모듈의 제작방법 - Google Patents

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Abstract

열전모듈, 이를 포함하는 건축재, 및 상기 열전모듈의 제작방법이 개시된다. 상기 열전모듈은 열전효율을 개선하면서 전력 제어가 가능한 자가발전형(self generation type) 열전모듈을 제공할 수 있다.

Description

열전모듈, 이를 포함하는 건축재, 및 상기 열전모듈의 제작방법{Thermoelectric module, construction material including the same, and method for manufacturing the thermoelectric module}
열전모듈, 이를 포함하는 건축재, 및 상기 열전모듈의 제작방법에 관한 것이다.
열전소자는 그 양단에 온도 차이를 줄 때 각각 다른 전하수를 갖고 전하가 이동하면서 소자 스스로 전력을 생산할 수 있는 제벡효과를 갖는다.
이러한 열전소자를 모듈로 만드는 경우에 하기 식 1로 표시되는 열전효율 관계식을 가질 수 있다:
[식 1]
Figure 112017129358448-pat00001
식 1에서, ZT는 열전재료의 특성을 나타내고, △T는 T h - T c 의 온도차이를 나타낸다. T h 는 소자가 열원에 접촉시 고온 부분을 의미하고, T c 는 소자가 열원에 접촉시 저온 부분을 의미한다.
전력(P)은 P = IV (I: 전류, V: 전압)의 관계식이 성립한다. 전력(P)은 또한 옴의 법칙에 따라 P = I 2 R (R: 저항)으로 나타낼 수 있다. 열전소자의 크기가 커질수록 열전소자의 양도 많아지므로 제벡계수가 증가한다.
그러나 일반적인 열전모듈은 열원이 열전소자에 직접 접촉되지 않기에 열전소자의 크기가 큰 건축 부재 또는 건축재 등에 적용시 열전효율이 떨어지게 되며 전력도 최대화할 수 없다.
따라서 열전효율을 개선하면서 전력 제어가 가능한 자가발전형(self generation type) 열전모듈 및 상기 열전모듈의 제작방법에 대한 요구가 있다.
일 측면은 열전효율을 개선하면서 전력 제어가 가능한 자가발전형(self generation type) 열전모듈을 제공하는 것이다.
다른 측면은 상기 열전모듈을 포함하는 건축재를 제공하는 것이다.
또다른 측면은 상기 열전모듈의 제작방법을 제공하는 것이다.
일 측면에 따르면,
기재 내부에 블록형 p형 열전소자와 블록형 n형 열전소자가 소정의 간격으로 교대로 삽입 배치된 열전모듈이 제공된다.
다른 측면에 따르면,
전술한 열전모듈을 포함하는 건축재가 제공된다.
다른 측면에 따르면,
몰드에 p형 열전소자 분말 또는 n형 열전소자 분말을 충진시킨 후 소결하여 p형 열전소자 또는 n형 열전소자를 제조하는 단계;
상기 p형 열전소자 및 n형 열전소자를 각각 소정의 크기로 커팅하여 블록형 p형 열전소자 및 블록형 n형 열전소자를 제조하는 단계; 및
상기 블록형 p형 열전소자와 블록형 n형 열전소자를 기재 내부에 소정의 간격으로 교대로 삽입 배치하여 열전모듈을 제작하는 단계;를 포함하는 열전모듈의 제작방법이 제공된다.
일 측면에 따른 열전모듈은 기재 내부에 블록형 p형 열전소자와 블록형 n형 열전소자가 소정의 간격으로 교대로 삽입 배치됨으로써 열전효율을 개선하면서 전력 제어가 가능한 자가발전형(self generation type) 열전모듈을 제공할 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 일반적인 열전모듈(1)을 나타낸 개략도이다.
도 2는 일 구현예에 따른 본 발명의 열전모듈을 나타낸 모식도이다.
도 3은 도 2에서 블록형 p형 열전소자와 블록형 n형 열전소자가 서로 금속 전극으로 직렬 연결되어 배치된 열전모듈의 일부를 나타낸 모식도이다.
도 4는 도 2에서 건축물의 안쪽에서 건축 부재(벽, 22)를 바라볼 때, 금속 전극으로 직렬 연결되어 배치된 열전모듈을 나타낸 모식도이다.
도 5는 도 2에서 건축물의 바깥쪽에서 건축 부재(벽, 22')을 바라볼 때, 금속 전극으로 직렬 연결되어 배치된 열전모듈을 나타낸 모식도이다.
도 6은 실시예 1에 따른 열전모듈에 대한 제벡계수의 측정방법을 나타낸 모식도이다.
도 7은 실시예 1에 따른 열전모듈에 대하여 온도차이에 따른 전압을 나타낸 그래프이다.
도 8은 실시예 1에 따른 열전모듈에 대하여 블록형 p형 열전소자의 조각과 블록형 n형 열전소자의 조각 개수에 따른 제벡계수를 나타낸 그래프이다.
이하에 첨부된 도면을 참조하면서, 예시적인 일 구현예에 따른 열전모듈, 이를 포함하는 건축재, 및 상기 열전모듈의 제작방법에 대하여 상세하게 설명한다. 이하는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 특허청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능구성을 갖는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 중복설명을 생략한다.
도 1은 일 구현예에 따른 일반적인 열전모듈(1)을 나타낸 개략도이다.
도 1에서 보이는 바와 같이, 일반적인 열전모듈(1)은 두 개의 전도성 기판(3) 사이에 p형 열전소자(4)와 n형 열전소자(5)가 배치되어 있다. 아랫쪽 전도성 기판(3)에 상기 p형 열전소자(4)와 n형 열전소자(5)가 배치되어 있다. 상기 두 개의 전도성 기판(3)은 각각 두 개의 세라믹판(2)으로 덮혀져 있다.
이러한 열전모듈(1)은 p형 열전소자(4) 및 n형 열전소자(5)로 구성된 열전소자와 냉각부(8), 및 상기 열전소자와 발열부(9)와의 사이에 각각 세라믹판(2)이 배치되어 있어 냉각원 또는 열원과 직접적으로 접촉할 수 없다. 따라서 이러한 열전모듈(1)은 열전효율이 저하되어 상당한 전력 손실이 발생하게 된다.
본 발명자들은 상기 문제를 해결하고자 다음과 같은 열전모듈을 제안하고자 한다.
일 구현예에 따른 열전모듈은 기재 내부에 소정의 간격으로 블록형 p형 열전소자와 블록형 n형 열전소자가 교대로 삽입 배치될 수 있다.
도 2는 일 구현예에 따른 본 발명의 열전모듈을 나타낸 모식도이다.
도 2에서 보이는 바와 같이, 본 발명의 열전모듈은 기재 내부에 소정의 간격으로 블록형 p형 열전소자와 블록형 n형 열전소자가 교대로 삽입 배치되어 있다.
이러한 열전모듈은 상기 블록형 p형 열전소자와 블록형 n형 열전소자가 냉각원 또는 열원과 직접적으로 접촉함으로써 다양한 온도 범위 내에서 상당한 온도차이를 주더라도 구조적으로 안정하다. 이로 인해, 상기 열전모듈의 열전효율이 개선될 수 있으며 전력이 증가될 수 있다.
상기 기재는 건축 부재 또는 건축재를 포함할 수 있다. 상기 건축 부재(construction member)는 건축물의 구조를 지지하거나 또는/및 형상을 제공하는 건축물 구조부재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 건축 부재는 건축물을 구성하는 벽, 지붕, 바닥, 천장, 기둥, 또는 도어 등일 수 있다. 상기 건축 부재를 구성하는 재료로는 예를 들어, 목재, 콘크리트, 시멘트, 공학목재(engineered wood), 또는 철근콘크리트(reinforced concrete) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 건축재는 단열재, 외장재, 또는 마감재 등을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따른 열전모듈의 기재는, 예를 들어, 건축 부재일 수 있다. 상기 건축 부재는 건축물을 구성하는 벽일 수 있다.
도 3은 도 2에서 블록형 p형 열전소자와 블록형 n형 열전소자가 서로 금속 전극으로 직렬 연결되어 배치된 열전모듈의 일부를 나타낸 모식도이다.
도 3에서 보이는 바와 같이, 일 구현예에 따른 열전모듈은 블록형 p형 열전소자와 블록형 n형 열전소자가 서로 금속 전극(11)으로 직렬 연결되어 배치되어 있다. 상기 금속 전극(11)은 예를 들어, 구리, 은, 금, 백금, 리튬, 티타늄, 알루미늄, 또는 니켈 등을 포함할 수 있다. 상기 금속 전극(11)은 금속 페이스트를 기재 상에 도포하거나 또는 패터닝하여 형성될 수 있다. 상기 패터닝 방법으로는, 예를 들어 리프트 오프 반도체 공정, 증착 방법, 또는 포토리소그래피법 등을 사용할 수 있다.
필요에 따라, 상기 금속 전극은 탄소재와 복합화된 복합 전극을 포함할 수 있다. 이러한 열전모듈은 내부에 문제가 발생할 경우, 문제되는 블록형 p형 열전소자 또는/및 블록형 n형 열전소자만을 용이하게 교체할 수 있다.
도 4는 도 2에서 건축물의 안쪽에서 건축 부재(벽, 22)를 바라볼 때, 금속 전극(빗금친 부분)으로 직렬 연결되어 배치된 열전모듈을 나타낸 모식도이다. 도 5는 도 2에서 건축물의 바깥쪽에서 건축 부재(벽, 22')을 바라볼 때, 금속 전극(빗금친 부분)으로 직렬 연결되어 배치된 열전모듈을 나타낸 모식도이다.
도 4 및 도 5에서 보이는 바와 같이, 상기 블록형 p형 열전소자 및 블록형 n형 열전소자는 기재, 예를 들어 건축 부재(벽, 22, 22')에 일체화될 수 있다. 이로 인해, 일 구현예에 따른 열전모듈은 구조적으로 매우 안정할 수 있다.
상기 블록형 p형 열전소자 또는 상기 블록형 n형 열전소자와 상기 기재 사이의 공간에 각각 단열재가 충진될 수 있다. 상기 기재가 건축 부재 또는 건축재인 경우, 단열재가 충진된 열전모듈은 실내·외 열의 이동을 차단하여 건축 부재 또는/및 건축재를 포함하는 건축물은 일정한 온도로 유지될 수 있다.
상기 단열재는 예를 들어, 우레탄폼, 페놀폼, 및 스티렌폼 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 단열재는 우레탄폼일 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않고, 당해 기술분야에서 사용 가능한 석고보드, 암면, 또는 목재 등과 같은 단열재를 모두 포함할 수 있다.
상기 블록형 p형 열전소자 및 블록형 n형 열전소자의 적어도 일 면에 95 W/mK 이상의 열전도도를 갖는 물질을 포함한 코팅층을 포함할 수 있다. 상기 코팅층의 두께는 1mm 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 코팅층의 두께는 수 마이크로미터 내지 수십 마이크로미터 범위일 수 있다. 이러한 코팅층은 건축 부재 또는 건축재에 적용할 때, 사람에 대한 상기 블록형 p형 열전소자 및 블록형 n형 열전소자의 직접적인 노출을 막을 수 있다.
상기 물질은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 이들 혼합물, 또는 이들 공중합체 중에서 선택된 1종의 고분자를 포함할 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않고 95 W/mK 이상의 열전도도를 갖는 고분자의 사용이 가능하다. 상기 고분자의 중량평균분자량(Mw)은 예를 들어, 10,000 내지 1,000,000일 수 있다.
상기 코팅층을 포함하는 블록형 p형 열전소자 및 블록형 n형 열전소자를 포함하는 열전모듈은 상기 코팅층을 포함하지 않는 블록형 p형 열전소자 및 블록형 n형 열전소자를 포함하는 열전모듈과 비교하여 열전효율에 있어서 차이가 없다.
상기 블록형 p형 열전소자 또는 블록형 n형 열전소자는 독립적으로 전이금속, 희토류 원소, 13족 원소, 14족 원소, 및 16족 원소로부터 선택된 1종 이상의 원소로 구성된 나노입자, 나노와이어, 나노벨트, 나노리본 및 이들의 조합 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 전이금속으로는 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ag, 및 Re 원소로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있고, 상기 희토류 원소로는 Y, Ce, 및 La 원소로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 상기 13족 원소로는 B, Al, Ga, 및 In 원소로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 상기 14족 원소로는 C, Si, Ge, Sn, 및 Pb 원소로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 상기 15족 원소로는 P, As, Sb, 및 Bi 원소로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있고, 상기 16족 원소로는 S, Se, 및 Te 원소로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
예를 들어, 상기 블록형 p형 열전소자 또는 블록형 n형 열전소자는 독립적으로 텔루륨 나노입자, 텔루륨 나노와이어, 텔루륨 나노벨트, 텔루륨 나노리본, 비스무스 나노입자, 비스무스 나노와이어, 비스무스 나노벨트, 비스무스 나노리본, 셀레늄 나노입자, 셀레늄 나노와이어, 셀레늄 나노벨트, 셀레늄 나노리본, 안티모니 나노입자, 안티모니 나노와이어, 안티모니 나노벨트, 안티모니 나노리본, 및 이들의 조합 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 블록형 p형 열전소자 또는 블록형 n형 열전소자는 독립적으로 텔루륨 나노입자, 비스무스 나노입자, 또는 Bi2Te3 나노입자 또는 Sb2Te3 나노입자 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 상기 나노입자의 형태는 제한되지 않으나 분말 형태일 수 있다. 상기 블록형 p형 열전소자 또는 블록형 n형 열전소자는 충분한 전기 전도도의 확보가 가능하다.
상기 열전모듈은 자가발전형(self -generation type) 열전모듈일 수 있다. 상기 열전모듈은 건축 부재 또는 건축재에 적용시, 실내·외의 온도차이로 인해 다른 전하수를 갖고 그 전하가 이동하여 전압을 생성하여 제백계수를 갖게 된다. 이로 인해, 상기 열전모듈은 스스로 에너지를 생산해 낼 수 있다.
상기 열전모듈은 블록형 p형 열전소자와 블록형 n형 열전소자의 개수를 조절하여 전력 제어가 가능하다. 상기 열전모듈은 블록형 p형 열전소자와 블록형 n형 열전소자는 각각 하나의 블록형 p형 열전소자 또는 블록형 n형 열전소자 당 일정한 제백계수을 갖는다. 따라서 상기 열전모듈은 블록형 p형 열전소자와 블록형 n형 열전소자는 개수를 조절하여 원하는 수준의 전력 또는 최대 수준의 전력을 얻을 수 있다.
다른 일 구현예에 따른 건축재는 전술한 열전모듈을 포함할 수 있다. 상기 건축재는 전술한 바와 같으므로 이하 설명을 생략한다.
또다른 일 구현예에 따른 열전모듈의 제작방법은 몰드에 p형 열전소자 분말 또는 n형 열전소자 분말을 충진시킨 후 소결하여 p형 열전소자 또는 n형 열전소자를 제조하는 단계; 상기 p형 열전소자 및 n형 열전소자를 각각 소정의 크기로 커팅하여 블록형 p형 열전소자 및 블록형 n형 열전소자를 제조하는 단계; 및 상기 블록형 p형 열전소자와 블록형 n형 열전소자를 기재 내부에 소정의 간격으로 교대로 삽입 배치하여 열전모듈을 제작하는 단계;를 포함할 수 있다.
먼저, 몰드에 p형 열전소자 분말 또는 n형 열전소자 분말을 충진시킨 후 소결하여 p형 열전소자 또는 n형 열전소자를 제조한다. 상기 몰드의 재료로는 한정되지 않으나 예를 들어 그래파이트 몰드일 수 있다.
소결방법으로는 방전 플라즈마 소성법(Spark Plasma Sintering method) 등을 이용할 수 있다. 상기 방전 플라즈마 소성법은, 예를 들어, n형 열전소자로서 비스무스 텔루라이드의 경우에, 450℃의 온도에서 48MPa의 압력으로 진공에서 4분, P-type의 Antimony tellurdie의 경우 500℃의 온도에서 48MPa의 압력으로 진공에서 6분 동안 수행될 수 있으나, 반드시 이러한 조건으로 한정되지 않으며 상기 열전소자의 성능계수를 향상시킬 수 있는 범위 내에서 적절히 변경될 수 있다.
다음으로, 상기 p형 열전소자 및 n형 열전소자를 각각 소정의 크기로 커팅하여 블록형 p형 열전소자 및 블록형 n형 열전소자를 제조한다. 이 때, 상기 p형 열전소자 및 n형 열전소자의 크기는 적용하고자 하는 기재의 전력을 고려하여 적절한 크기로 변경이 가능하다.
다음으로, 상기 블록형 p형 열전소자와 블록형 n형 열전소자를 기재 내부에 소정의 간격으로 교대로 삽입 배치하여 열전모듈을 제작한다.
상기 열전모듈을 제작하는 단계 이전에 기재 내부에 소정의 간격으로 개구부를 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 상기 개구부는 상기 블록형 p형 열전소자와 블록형 n형 열전소자가 삽입 배치되는 공간을 고려하여 블록형 개구부를 형성할 수 있다.
상기 열전모듈을 제작하는 단계는 금속 페이스트를 이용하여 상기 블록형 p형 열전소자 및 블록형 n형 열전소자를 서로 직렬 연결하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 상기 금속 페이스트의 재료는 예를 들어, 구리, 은, 금, 백금, 리튬, 티타늄, 알루미늄, 또는 니켈 등을 사용할 수 있다.
이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1: 열전모듈의 제작
직경 2cm의 동전형 그래파이트 몰드를 준비하였다. 상기 몰드 내에 p형 열전소자로서 Sb2Te3 분말(antimony(III) telluride, -325　mesh size, Sigma Aldrich사 제조) 6.5g, 및 n형 열전소자로서 Bi2Se3 분말(bismuth(III) telluride, -325　mesh size, Sigma Aldrich사 제조) 7.0g을 각각 충진시킨 후, 상기 48 MPa의 압력 하에 450 내지 500 의 온도 범위 내에서 15 /min 승온속도로 약 4~6분 동안 방전 플라즈마 소결(spark plasma sintering, SPS)을 하여 직경 2cm, 높이 0.3cm의 동전형 p형 Sb2Te3 열전소자 및 동전형 n형 Bi2Se3 열전소자를 수득하였다.
상기 동전형 p형 Sb2Te3 열전소자 및 동전형 n형 Bi2Se3 열전소자를 각각 가로 0.25cm, 세로 0.25cm로 커팅하여 24개의 블록형 p형 Sb2Te3 열전소자 조각 및 24개의 블록형 n형 Sb2Te3 열전소자 조각을 수득하였다.
상기 블록형 p형 Sb2Te3 열전소자 조각 및 블록형 n형 Sb2Te3 열전소자 조각이 삽입될 복수의 블록형 개구부를 ABS 수지를 사용하여 3D 프린터로 출력한 가로 3cm, 세로 4cm 크기의 몰드 내에 소정의 간격으로 형성하였다. 상기 몰드 내의 복수의 블록형 개구부에 상기 수득한 블록형 p형 Sb2Te3 열전소자 조각 및 블록형 n형 Bi2Se3 열전소자 조각을 삽입 배치하였다. 그리고 나서, 상기 수득한 블록형 p형 Sb2Te3 열전소자 조각과 블록형 n형 Bi2Se3 열전소자 조각을 실버 페이스트를 이용하여 직렬로 연결하여 높이 0.3cm의 열전모듈을 제작하였다.
평가예 1: 제벡계수 , 열전효율, 및 전력 평가
실시예 1에 의해 제작된 열전모듈의 제벡계수(Seeback coefficient), 열전효율, 및 전력을 평가하였다. 실시예 1에 의해 제작된 열전모듈의 제벡계수(Seeback coefficient)를 구하기 위하여 도 6에서 보이는 바와 같은 방법을 이용하여 각 온도차이에 따라 생성된 전압을 측정하였다. 그 결과를 도 7 및 도 8에 각각 나타내었다.
제벡계수를 구하기 위하여, 두 개의 펠티어 디바이스 기판(32, 33) 사이에 실시예 1에 의해 제작된 열전모듈(34)을 배치하고, 전력공급 장치를 각각 이용하면 공급되는 전력에 따라 온도차이가 생성되어 기판(32)위의 온도(냉각부측)와 기판(33) 아래의 온도(발열부측)의 차이를 0℃ 내지 20℃의 범위로 만들어 각 온도차이에 따라 생성된 전압을 측정하여 제벡계수를 구하였다.
도 7을 참조하면, 실시예 1에 의해 제작된 열전모듈은 약 5010 ㎶/K의 제벡계수를 가짐을 확인할 수 있다. 도 8을 참조하면, 블록형 p형 또는 n형 열전소자의 조각 개수가 증가함에 따라 제벡계수가 증가함을 확인할 수 있다. 이로부터, 실시예 1에 의해 제작된 열전모듈은 블록형 p형 또는 n형 열전소자의 조각 개수를 조절하여 제벡계수 제어가 가능함을 알 수 있다.
또한 실시예 1에 의해 제작된 열전모듈의 열전효율을 하기 [식 1]을 이용하여 계산하면, 가을철 기준으로 집밖과 안의 온도차이를 20°C로 가정할 때 16%의 열전효율을 나타내었다.
[식 1]
Figure 112017129358448-pat00002
또한 실시예 1에 의해 제작된 열전모듈은 블록형 p형 또는 n형 열전소자는 저항값 측정기로 측정시 한 조각당 0.5 의 저항을 갖고 있기 때문에 전류와 저항의 관계를 이용한 식 P = I 2 R (R: 저항)을 이용하여 p형 및 n형 열전소자 48조각은 약 36 mW 전력을 가질 수 있음을 확인할 수 있다. 이로부터, 실시예 1에 의해 제작된 열전모듈은 블록형 p형 열전소자 조각과 블록형 n형 열전소자 조각의 개수를 조절하여 전력 제어가 가능함을 알 수 있다.
이상, 첨부도면을 참조하면서 실시예들에 대해서 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 관련례에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자라면, 특허청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서 각종 변경례 또는 수정례에 생각이 미치는 것은 분명하며, 이들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.
1, 34: 열전모듈,　 2: 세라믹판, 3: 전도성 기판, 4: p형 열전소자, 5: n형 열전소자, 8: 냉각부, 9: 발열부, 11: 금속 전극, 22, 22': 건축 기재(벽), 32, 33: 기판

Claims (16)

  1. 기재 외부에서 내부를 관통하여 블록형 p형 열전소자와 블록형 n형 열전소자가 소정의 간격으로 교대로 삽입 배치되고,
    상기 블록형 p형 열전소자와 상기 블록형 n형 열전소자의 개수를 조절하여 전력 제어가 가능하고, 상기 블록형 p형 열전소자와 상기 블록형 n형 열전소자가 개별적으로 교체가 가능한 열전모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기재는 건축 부재 또는 건축재를 포함하는 열전모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 블록형 p형 열전소자 및 블록형 n형 열전소자가 서로 금속 전극으로 직렬 연결된 열전모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 블록형 p형 열전소자 및 블록형 n형 열전소자는 기재에 일체화된 열전모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 블록형 p형 열전소자 또는 상기 블록형 n형 열전소자와 상기 기재 사이의 공간에 각각 단열재가 충진된 열전모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 단열재는 우레탄폼, 페놀폼, 및 스티렌폼 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 열전모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 블록형 p형 열전소자 및 블록형 n형 열전소자의 적어도 일 면에 95 W/mK 이상의 열전도도를 갖는 물질을 포함한 코팅층을 포함하는 열전모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 코팅층의 두께가 1mm 이하인 열전모듈.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 물질은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 이들 혼합물, 또는 이들 공중합체 중에서 선택된 1종의 고분자를 포함하는 열전모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 블록형 p형 열전소자 또는 블록형 n형 열전소자는 독립적으로 전이금속, 희토류 원소, 13족 원소, 14족 원소, 및 16족 원소로부터 선택된 1종 이상의 원소로 구성된 나노입자, 나노와이어, 나노벨트, 나노리본 및 이들의 조합 중에서 선택된 1종 이상인 열전모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 열전모듈은 자가발전형(self-generation type)인 열전모듈.
  12. 삭제
  13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 열전모듈을 포함하는 건축재.
  14. 몰드에 p형 열전소자 분말 또는 n형 열전소자 분말을 충진시킨 후 소결하여 p형 열전소자 또는 n형 열전소자를 제조하는 단계;
    상기 p형 열전소자 및 n형 열전소자를 각각 소정의 크기로 커팅하여 블록형 p형 열전소자 및 블록형 n형 열전소자를 제조하는 단계; 및
    상기 블록형 p형 열전소자와 블록형 n형 열전소자를 기재 내부에 형성된 개구부에 소정의 간격으로 교대로 삽입 배치하여 제1항에 따른 열전모듈을 제작하는 단계;를 포함하는 열전모듈의 제작방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 열전모듈을 제작하는 단계 이전에 기재 내부에 소정의 간격으로 개구부를 형성하는 단계;를 더 포함하는 열전모듈의 제작방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 열전모듈을 제작하는 단계는 금속 페이스트를 이용하여 상기 블록형 p형 열전소자 및 블록형 n형 열전소자를 서로 직렬 연결하는 단계;를 더 포함하는 열전모듈의 제작방법.
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