KR20140021522A - 열전력발생기 및 열전력발생기 제조방법 - Google Patents

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KR20140021522A
KR20140021522A KR1020137017179A KR20137017179A KR20140021522A KR 20140021522 A KR20140021522 A KR 20140021522A KR 1020137017179 A KR1020137017179 A KR 1020137017179A KR 20137017179 A KR20137017179 A KR 20137017179A KR 20140021522 A KR20140021522 A KR 20140021522A
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KR
South Korea
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power generator
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wafer
thermoelectric
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KR1020137017179A
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Inventor
가엘르 델레지흐
주디트 모니에
끌로드 고다흐
크히스텔 나본
요한 테스타흐
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꼼미사리아 아 레네르지 아토미끄 에뜨 옥스 에너지스 앨터네이티브즈
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Abstract

본 발명은 p형 열소자(12) 및 n형 열소자(14)로 형성된 복수의 써모커플들을 구비한 열전력발생기(10) 제조방법에 관한 것이다. 복수의 홀(20a,20b)이 제공된 웨이퍼(18)가 열전재료 파우더(22,24)에 덮여있다. 압력(P)이 파우더(22,24)에 가해져 가열하는 동안 파우더가 홀(20a,20b)에 침투하여 복수의 p형 및 n형 열소자(12,14)를 형성한다. 웨이퍼(18)는 얇아지고, 따라서 얇아진 웨이퍼는 열소자(12,14)가 포함되는 매트릭스(16)를 형성한다. 매트릭스(16)를 보존하면서, p형 열소자는 써모커플을 형성하도록 연결되고 n형 열소자도 써모커플을 형성하도록 연결되어 이로써 열전력발생기(10)를 얻는다.

Description

열전력발생기 및 열전력발생기 제조방법{THERMOGENERATOR AND PROCESS FOR PRODUCING A THERMOGENERATOR}
본 발명은 p형 열소자와 n형 열소자로 형성된 복수의 써머커플들을 구비한 열전력발생기에 관한 것이다. 이들 써모커플들은 열전모듈로 있는 것처럼 결합되어 있다. 모듈은 전기연결된 커플들로 구성된다. 각각의 써모커플은 p형 재료(제백계수(seebeck coefficient) S>0) 및 n형 재료(제백계수 S<0)로 구성되고, 각각은 정공전도 및 전자전도를 갖는다. 열소자의 구성재료들은 열전력이 0인 것으로 가정되는 도전재료에 의해 결합된다. 써모커플의 2개의 브랜치들(p 및 n) 및 모듈을 형성하는 모든 써모커플들은 전기적으로 직렬연결되고 열적으로 병렬연결된다. 이들 모듈은 구성재료에 따라 냉각(펠티에 효과(Peltier effect)) 또는 전기 발생(열전력발생기, 제백효과)에 사용될 수 있다.
본 발명은 열전력발생기 제조하는 방법에 관한 것이다.
이는 특히 동일면에 위치된 교번하는 p형 및 n형 열소자에 의해 형성된 복수의 써모커플들을 구비한 열전력발생기에 관한 것이다. 고밀화(densification)를 포함해 열소자를 절연 매트릭스에 두는 단계는 소결에 의한 한번의 단계로 행해진다.
공지의 열전력발생기들은 온도 기울기를 만드는 열소스가 있을 경우 에너지를 회수하게 한다. Bi2Te3 기반의 재료인 경우, 열소스는 일반적으로 200℃ 미만의 적정 온도에 있다. 이 열원은 기체, 고체 및/또는 가능하게는 액체 형태로 있을 수 있다.
현재, 열전기는 종종 낮은 전력 드로우(미니바 등)로 냉각 애플리케이션에 특히 유용하다. 개발이 덜 되었으나, 임의의 산업적 환경에서, 시스템이 소비하는 상당한 그리고 심지어 큰 에너지 비율은 종종 열로 무의미하게 방출되기 때문에, 발전 애플리케이션들은 훨씬 더 큰 전력레벨을 수반한다. 낮은 열전재료의 효율과 열전력발생기의 복잡한 설계로 인해, 에너지 회수방안은 비효율적이며, 고가이고 실행하기가 어렵다. 주변 온도와의 온도 기울기가 적은 현장에서는,
- 가령 전기 구성부품들에 대한 경우로, 디바이스 보호용 팬보다 더 신뢰할 수 있는 시스템을 열전 냉각시켜 열에너지가 소산되거나,
- 효율이 낮더라도(몇 퍼센트 점수) 시스템의 동작에 연결되어 있기 때문에 폐열이 적절한 에너지를 회수하는데 사용되는 2가지 경우들이 발생할 수 있다.
공지의 열전 모듈, 특히 Bi2Te3 기반의 모듈은 일반적으로 표면적이 기껏해야 몇 제곱센티미터이다.
일반적으로, 열소자들 및 이들의 연결을 포함한 공지의 열전력발생기의 종래 기하학적 형태는 일반적으로 알루미늄 산화물, 실리콘, 또는 기타의 지지체들 사이에 삽입된다. 이들 지지체들은 유닛의 기계적 강도를 보장한다. 이들 지지체들 사이에 전기적으로 상호연결된 열소자들은 대기 또는 몇몇 경우에는 열적 절연재료에 의해 둘러싸이며, 따라서 있을 수 있는 부식을 막는다.
그러므로, 공지의 열전력발생기는 낮은 효율과 높은 생산단가(p형 및 n형 소자들을 만들기 위해 p형 및 n형 재료들을 슬라이스한 후, 이들을 어셈블리하고 연결하는데 필요한 노동)로 인해 적정한 가격으로 전기를 생산하지 못한다.
본원의 목적은 하나의 단계로 p형 및 n형 열소자들의 생산 및 어셈블리를 실해하고 비용을 극적으로 절감하는 것이다.
낮은 온도 기울기로 막대한 열소스들로부터 에너지를 회수하는 애플리케이션용 저가의, 면적이 큰 열전력발생기의 생성으로 전기생산이 훨씬 더 커질 수 있어, 경제적으로 경쟁력이 있게 될 것이다.
공지의 열전력발생기를 제조하는 방법은 도 1에 도시된 바와 같이 지지체 상에 금속 연결을 정의하고 그런 후 번갈아 p형 및 n형 열소자들을 배치함으로써 행해진다. 그 후, 이 "열소자/금속연결부 및 주요 지지체" 유닛은 서로 커버되고 또한 금속 연결부가 설비된다. 도 1에 도시된 바와 같이 제 2 지지체와의 어셈블리로 공지의 열전력발생기 타입이 제조된다.
본 발명의 목적은 한번의 단계로 평면 내에 열소자들과 p형 및 n형 요소들 간에 전기절연을 번갈아 배치해 열전력발생기를 만드는 것이다; 표면적은 공지의 열전력발생기보다 더 커서, 저온 소스(특히 200℃ 미만)로부터 에너지 회수를 기반으로 한 적정 단가로 전기를 생산할 수 있다.
본 발명의 제 1 목적은 p형 열전재료와 n형 열전재료를 각각 포함한 p형 열소자 및 n형 열소자로 형성된 복수의 써모커플들을 구비한 열전력발생기 제조방법으로서,
a) 제 1 면과 상기 제 1 면 맞은편에 있는 제 2 면을 갖고, 제 1 면에는 제 2 면 방향으로 뻗어 있는 복수의 제 1 막힌 홀들이 제공되고, 제 2 면에는 제 1 면 방향으로 뻗어 있는 복수의 제 2 막힌 홀들이 제공되는 열적 전기적 절연 웨이퍼를 형성하는 단계;
b) p형 열전재료의 파우더 및 n형 열전재료의 파우더가 제공되는 단계;
c) p형 및 n형 열전재료의 파우더 중 하나로 형성되고, 웨이퍼의 제 1 면 반대편에 배치되는 제 1 층을 형성하는 단계;
d) p형 및 n형 열전재료의 파우더 중 다른 하나로 형성되고, 웨이퍼의 제 2 면 반대편에 배치되는 제 2 층을 형성하는 단계;
e) 제 1 층에서의 파우더가 제 1 홀로 침투하고 제 2 층에서의 파우더가 제 2 홀로 침투하도록 제 1 및 제 2 층에 압력을 인가하는 단계;
f) p형 및 n형 열전재료의 파우더 각각이 소결되어 이에 따라 웨이퍼에 포함된 복수의 p형 및 n형 열소자를 제 1 및 제 2 홀에 형성하도록 기간(D) 동안 온도(T)로 열을 가하는 단계;
g) 제 1 홀에 형성된 열소자들이 제 2 면에 도달할 때까지 제 2 면 측의 웨이퍼 두께를 감소시키는 단계;
h) 제 2 홀에 형성된 열소자들이 제 1 면에 도달할 때까지 제 1 면 측의 웨이퍼 두께를 감소시키는 단계;
i) 매트릭스를 보존하는 한편, p형 및 n형 열소자들이 써모커플을 형성하기 위해 연결되며, 이로써 열전력발생기를 얻는 단계를 포함하고,
얇아진 웨이퍼는 열소자들이 포함되는 매트릭스를 형성하며,
상기 매트릭스는 p형 및 n형 써모커플들에 일정 간격을 두어 유지하게 하는 것을 특징으로 하는 복수의 써모커플들을 구비한 열전력발생기 제조방법에 관한 것이다.
이 방법에 의해 얻은 열전력발생기를 구성하는 p형 및 n형 열소자들은 열소자의 최종 높이와 같은 최종 두께를 갖는 열적 전기적 절연 웨이퍼(또는 매트릭스)에 통합된다.
열적 전기적 절연 웨이퍼는 임의의 타입, 가령 세라믹일 수 있으나, 웨이퍼에 다소 유연성을 제공하는 저가의 폴리머 또는 플라스틱 재료를 선택하는 것이 특히 이점적일 수 있다. 그러나, 재료는 바람직하게는 p형 및 n형 열소자를 형성하는데 사용된 재료의 소결온도(T)보다 더 높은 용융점 또는 유리전이온도를 가져야 한다.
열적 전기적 절연 웨이퍼용의 폴리머 또는 플라스틱 재료의 사용으로 대면적을 갖는 저가의 구성부품들의 생산을 가능하게 하며, 막힌 홀들을 형성하도록 웨이퍼의 천공이 특히 매우 작은 홀 직경에 대해서도 쉽게 균일해진다.
본 발명의 열전력발생기의 다양한 실시예에서, 또한 하기의 배열들 중 하나를 이용할 수 있다:
- 단계 e) 및 단계 f)는 동시에 수행된다.
- 단계 e) 및 단계 f)는 소결에 의해, 바람직하게는 플래시 소결 또는 2개의 고온소결기술, 즉 HIP(Hot Isostatic Pressing) 또는 HUP(Hot Uniaxial Pressing) 중 어느 하나를 이용해 수행된다.
- 웨이퍼 및 홀의 치수뿐만 아니라 재료에 따라 변할 수 있는 기간(D)은 60분이하이나, 또한 특히 플래시 소결인 경우에 5분과 같이 짧을 수 있다. 기간(D)은 실제로 p형 및 n형 열소자의 소정의 최종 입자크기에 따라 변할 수 있다.
본 발명은 또한 p형 열소자와 n형 열소자로 형성된 복수의 써모커플들을 구비한 열전력발생기로서, p형 열소자와 n형 열소자가 포함되는 열적 전기적 절연 매트릭스를 포함하는 복수의 써모커플들을 구비한 열전력발생기에 관한 것이다.
본 발명의 열전력발생기의 다양한 실시예에서, 하기의 배열들 중 하나 이상을 또한 이용할 수 있다:
- 매트릭스는 폴리머 및 세라믹들 중에서 선택된 재료들을 포함한다.
- 매트릭스는 p형 및 n형 열전재료의 소결 온도보다 더 높은 유리전이온도를 갖는 폴리머들 중에서 선택된 재료를 포함한다.
- 매트릭스는 p형 및 n형 열전재료의 소결 온도보다 더 높은 소결온도를 갖는 세라믹들 중에서 선택된 재료를 포함한다.
본 발명의 내용에 포함됨.
단지 본 발명의 방법의 비제한적인 일예인 하기의 상세한 설명을 읽을 때 본 발명은 더 잘 이해되고 더욱더 명백해질 것이다.
설명은 첨부도면을 참조한다:
도 1은 공지의 열전력발생기를 만드는 방법을 개략적으로 도시한 것이다..
도 2a는 본 발명에 따른 열전력발생기를 도시한 것이다.
도 2b는 본 발명에 따른 열전력발생기를 만드는 방법을 도시한 것이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예의 사진을 나타낸 것이다.
도 2a 및 도 2b에서, 동일 참조번호는 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타낸다.
도 2a는 p형 열소자들(12)로 형성된 복수의 써모커플들과 복수의 n형 열소자들(14)을 구비한 열전력발생기(10)를 도시한 것이다. 각각 p형 및 n형의 이들 열소자들(12,14)은 도 2a의 a에 가장 잘 도시된 바와 같이 매트릭스(16)에 포함된다. 이들 p형 및 n형 열소자들(12,14)은, 가령 도 2a의 b에 도시된 바와 같이, 바람직하게는 매트릭스(16)에서 교번된다.
매트릭스(16)는 열절연 및 전기절연 재료로 제조된다. 따라서, 매트릭스(16)는 바람직하게는 폴리머들 및 세라믹들 사이에 선택된 재료로 제조된다.
매트릭스가 폴리머 재료로 제조되면, p형 및 n형 열전재료의 소결 온도보다 더 높은 유리전이온도(Tg)를 가져야 한다. 매트릭스(16)를 만드는데 사용된 폴리머는 가령 350℃를 초과한 유리전이온도(Tg)를 갖는 폴리이미드 계열로 제조될 수 있다. 전기절연 매트릭스는 또한 p형 및 n형 열전재료의 소결온도보다 높은 소결온도를 갖는 세라믹 재료로 제조될 수 있다. 따라서, 매트릭스는 알루미늄 산화물, 에퍼타이트(apatite), 및/또는 유리를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 열전력발생기를 만들기 위해, 도 2b를 참고로 아래와 같이 진행된다.
도 2b의 단계(a)에 도시된 바와 같이, 바람직하게는 상술한 재료들 중 하나(폴리머 또는 세라믹)로 된 열적 및 전기적 절연 웨이퍼(18)가 사용된다. 이 웨이퍼(18)는 제 1 면(18a) 및 상기 제 1 면(18a) 맞은편에 제 2 면(18b)을 갖는다.
제 1 면(18a)에는 막히고 제 2 면 방향으로 뻗어 있는 복수의 제 1 홀(20a)이 제공된다. 이들 제 1 홀(20)은 모두 바람직하게는 웨이퍼(18)의 제 1 면(18a)에 실질적으로 횡으로 뻗어 있다. 제 2 면(18b)도 같으며, 제 2 면에는 또한 실질적으로 제 2 면(18b)에 횡으로 뻗어 있는 복수의 제 2 홀(20b)이 제공된다. 이 경우, 도 2b에 도시된 바와 같이, 평행육면체형 웨이퍼(18)의 면(18a 및 18b)은 실질적으로 평평하며 서로에 대해 평행하다; 제 1 홀(20a) 및 제 2 홀(20b)은 실질적으로 서로에 대해 평행하며 2면(18a 및 18b)에 실질적으로 수직으로 뻗어 있다. 웨이퍼(18)는 바람직하게는 균일하게 분포된 이런 복수의 제 1 홀(20a) 및 제 2 홀(20b)을 갖고, 상기 제 1 홀(20a) 및 제 2 홀(20b)은 교번한다. 즉, 바람직하게는 2개의 제 1 홀(20a) 사이에 제 2 홀(20b)이 있다.
도 2b의 단계(b)에 도시된 바와 같이, 상당량의 p형 열전 파우더(22)뿐만 아니라 상당량의 n형 열전 파우더(24)가 제공된다. 웨이퍼(18)는 이들 파우더들 중 하나, 가령 p형 파우더(22)로 된 제 1 층에 놓이고, 그런 후 n형 파우더(24)가 웨이퍼(18)의 상단에 놓인다. 이 경우, 웨이퍼(18)의 제 2 면(18b)은 p형 파우더(22) 층에 놓인 후, n형 파우더 층(24)이 웨이퍼(18)의 제 1 면(18a) 위에 놓인다. 물론, 면의 배열은 제 1 면(18a)이 p형 파우더(22)층에 놓이고 제 2 면(18b)이 n형 파우더(24)층으로 덮이도록 역전될 수 있다. 마찬가지로, n형 파우더(24)의 제 1 층이 놓이고 그런 후 웨이퍼(18)가 p형 파우더(22) 층으로 덮이도록 위치들도 역전될 수 있다.
도 2b의 단계(c)에 도시된 바와 같이, 그런 후 파우더가 각각의 홀로 침투하도록 압력이 이들 p형 및 n형 층들 위에 가해진다. 현재 예에서, p형 파우더(22)가 제 2 홀(20b)에 침투하고 n형 파우더(24)가 제 1 홀(20a)에 침투하도록 압력(P)이 각각의 층들에 가해진다. 바람직하기로, 동일한 값의 압력(P)이 웨이퍼(18)의 양면에 가해진다; 이 단축 압력은 제 1 면(18a)과 제 2 면(18b) 사이에 대칭으로 홀들을 메움으로써 파우더가 정확히 막힌 구멍에 침투하게 한다.
웨이퍼(18)는 두께(e18)를 갖고, 제 1 막힌 홀(20a)은 깊이(e20a)를 가지며 제 2 홀(20b)은 깊이(e20b)를 갖는다. 제 1 홀(20a)의 깊이(e20a)와 제 2 홀(20b)의 깊이(e20b)는 바람직하게는 동일한 값이며 물론 웨이퍼(18)의 두께(e18) 미만이다.
매트릭스(18)와 p형 및 n형 파우더(22 및 24)에 의해 형성된 이 유닛은 기간(D) 동안 온도(T)로 가열된다. 온도(T)는 p형 및 n형 파우더(22 및 24)의 소결온도 이상이므로, 이 가열 동작 동안, p형 파우더(22) 및 n형 파우더(24)가 소결될 것이다. 현재의 경우, 이 가열동작은 압력(P) 인가와 동시에 행해지므로, p형 파우더(22) 및 n형 파우더(24)가 각각 제 1 및 제 2 홀들로 침투해 들어가 홀을 완전히 메우고 내부에서 소결된다.
매우 짧은 시간주기로 파우더를 소결시키기 위해, (매우 짧은 가열시간(D)을 허용해 상승된 온도에 도달하게 하는) 또한 "스파크 플라즈마 소결"이라고도 하는 플래시 소결(flash sintering)에 의해 가열이 수행된다. 총 가열기간(D)(즉, 냉각 주기를 제외하고, 온도(T)에 도달하는 시간 및 온도(T)로 유지되는 주기)은 바람직하게는 60분 이하이나 5분 정도로 짧을 수 있다. 다른 더 많은 종래의 고온소결기술(HIP 또는 HUP)도 또한 가능하다.
파우더를 소결한 후, n형 열소자들(14)과 p형 열소자들(12)이 제 1 홀(20a)에서 얻어진다. 이들 열소자들(12 및 14)은 웨이퍼(18)에 포함되며 기계적으로 화학적으로 모두 거기에 단단히 고착되어 있다. 열소자(12 및 14)는 어느 정도 웨이퍼(18)에서 주름지는 것이 이해된다.
가열 후, 다음 단계는 도 2b의 단계(d)에 도시된 바와 같이 홀(20a 및 20b)에 침투하지 못한 여분의 p형 파우더(22) 및 n형 파우더(24)를 제거하는 것이다. 유닛의 두께에서 이런 감소는 제 1 홀(20a) 및 제 2 홀(20b)이 관통홀이 될 때까지 수행된다.
유닛의 두께(E)는 상기 유닛의 두께를 두께(e10)로 줄이기 위해 소결 후 가령 제 1 및 제 2 면을 연마하거나 슬라이스함으로써 또는 재료를 제거하는 또 다른 기술을 이용함으로써 감소된다. 이 두께(e10)는 제 1 홀(20a)과 제 2 홀(20b)이 각각 제 2 면(20b)과 제 1 면(20a)에 도달하는 두께에 해당한다. 이는 두께(E)를 줄인 후 얻은 이 두께(e10)가 제 1 홀(20a)과 제 2 홀(20b)의 각각의 깊이(e20a 및 e20b) 이하임이 이해된다.
두께는 대칭으로 또는 비대칭으로 줄어들 수 있다. 실제로, 이는 제 1 면(18a)상의 p형 파우더(22)의 나머지 여분의 두께, 제 2 면(18b)상의 n형 파우더(24)의 나머지 여분의 두께, 및 제 1 및 제 2 홀(20a 및 20b)의 각각의 깊이(e20a 및 e20b)에 따라, 다소간의 재료가 각각의 제 1 홀(20a) 및 각각의 제 2 홀(20b) 모두가 맞은편, 각각 제 2 면(18b) 및 제 1 면(18a)에 도달할 때까지 유닛의 각 면으로부터 제거되어야 한다.
두께가 줄어든 후, 도 2b의 단계(e)에 도시된 바와 같이 두께(e10)를 갖는 유닛이 얻어진다. 따라서, 이 유닛은 제 1 홀(20a)이 n형 열소자(14)를 포함하고, 제 2 홀(20b)이 p형 열소자(12)를 포함하는 (줄어든 두께의 웨이퍼(18)에 해당하는) 매트릭스(16)를 포함한다.
도 2b의 단계(e)에 또한 도시된 방법의 마지막 단계에서, p형 열소자(12)는 써모커플을 형성하기 위해 n형 열소자(14)에 전기연결된다. 매트릭스(16)에 포함된(고정된) p형 및 n형 써모커플들로 형성된 이 유닛은 본 발명에 따른 열전력발생기(10)를 형성한다. 그러므로, (초기 웨이퍼(18)에서 발생한) 매트릭스(16)는 p형 및 n형 써모커플들 간에 간격을 유지하고 적소에 간격을 유지한다.
아래는 어떻게 열전력발생기가 만들어지는지의 예이다(도 3a 및 도 3b 참조).
실시예
·웨이퍼(18): 390℃와 동일한 유리 전이온도(Tg)를 갖는 캡톤(폴리이미드 계열)
·웨이퍼의 두께(e18): 500㎛ 내지 1㎜ 사이
·홀(20a 및 20b)의 직경: 100㎛ 내지 1㎜ 사이
·p형 파우더(22): 360℃와 동일한 소결온도(Tg)를 갖는 Bi0 .5Sb1 .5Te3 .4
·n형 파우더(24): 360℃와 동일한 소결온도(Tg)를 갖는 Bi2Se0 .3Te2 .7
스파크 플라즈마 소결 파라미터:
·압력(P): 50 MPa
·온도: 320-360℃
·거치시간: 5분
·압력(P)을 적용하기 위해 사용되는 흑연 매트릭스의 직경: 8㎜
이 열전력발생기는 총 10분의 기간(D)(온도 증가 및 고정상)으로 만들어졌다; 플래시 소결의 경우, 기간(D)은 온도(T)가 덜 높을 경우 5분으로 줄어들 수 있다. 반대로, 이 총 기간(D)은 온도(T)가 더 높거나 종래 HUP 또는 HIP 소결의 경우에 60분까지 증가될 수 있다.
따라서, 상술한 바와 같은 열전력발생기(10)는 직경이 수백 밀리미터에 달하는 상당히 큰 크기로 될 수 있다.
웨이퍼(18)용으로 선택된 재료에 따라, 다소 유연한 기계적 구조를 갖는 열전력발생기가 얻어질 수 있다. 이 유연성은 가령 (폴리머 온도와 양립할 수 있는 온도로 파이프들 주위로 설비되는 가요성 열전 엔벨로프) 원자력 발전소나 전기 변압기 변전소들에서 또는 민간이나 군사 애플리케이션에서 냉기발생(부상자용의 가요성 냉각 들것(cooling stretchers))을 위한 열에너지 회수분야에 특히 바람직하다.

Claims (8)

  1. p형 열전재료(22)와 n형 열전재료(24)를 각각 포함한 p형 열소자(12) 및 n형 열소자(14)로 형성된 복수의 써모커플들을 구비한 열전력발생기(10) 제조방법으로서,
    a) 제 1 면(18a)과 상기 제 1 면(18a) 맞은편에 있는 제 2 면(18b)을 갖고, 제 1 면(18a)에는 제 2 면(18b) 방향으로 뻗어 있는 복수의 제 1 막힌 홀들(20a)이 제공되고, 제 2 면(18b)에는 제 1 면(18a) 방향으로 뻗어 있는 복수의 제 2 막힌 홀들(20b)이 제공되는 열적 전기적 절연 웨이퍼(18)를 형성하는 단계;
    b) p형 열전재료의 파우더(22) 및 n형 열전재료의 파우더(24)가 제공되는 단계;
    c) p형 및 n형 열전재료의 파우더(22,24) 중 하나로 형성되고, 웨이퍼(18)의 제 1 면(18a) 반대편에 배치되는 제 1 층을 형성하는 단계;
    d) p형 및 n형 열전재료의 파우더(22,24) 중 다른 하나로 형성되고, 웨이퍼(18)의 제 2 면(18b) 반대편에 배치되는 제 2 층을 형성하는 단계;
    e) 제 1 층에서의 파우더(22)가 제 1 홀(20a)로 침투하고 제 2 층에서의 파우더(24)가 제 2 홀(20b)로 침투하도록 제 1 및 제 2 층에 압력(P)을 인가하는 단계;
    f) p형 및 n형 열전재료의 파우더(22,24) 각각이 소결되어 이에 따라 웨이퍼(18)에 포함된 복수의 p형 및 n형 열소자(12,14)를 제 1 및 제 2 홀(20a 및 20b)에 형성하도록 기간(D) 동안 온도(T)로 열을 가하는 단계;
    g) 제 1 홀(20a)에 형성된 열소자(14)들이 제 2 면(18b)에 도달할 때까지 제 2 면(18b) 측의 웨이퍼(18) 두께를 감소시키는 단계;
    h) 제 2 홀(20b)에 형성된 열소자(12)들이 제 1 면(18a)에 도달할 때까지 제 1 면(18a) 측의 웨이퍼(18) 두께를 감소시키는 단계;
    i) 매트릭스(16)를 보존하는 한편, p형 및 n형 열소자들이 써모커플을 형성하기 위해 연결되며, 이로써 열전력발생기(10)를 얻는 단계를 포함하고,
    얇아진 웨이퍼(18)는 열소자(12,14)들이 포함되는 매트릭스(16)를 형성하며,
    상기 매트릭스는 p형 및 n형 써모커플들에 일정 간격을 두어 유지하게 하는 것을 특징으로 하는 복수의 써모커플들을 구비한 열전력발생기 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    단계 e) 및 단계 f)는 동시에 수행되는 복수의 써모커플들을 구비한 열전력발생기 제조방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    단계 e) 및 단계 f)는 소결에 의해 수행되는 복수의 써모커플들을 구비한 열전력발생기 제조방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    기간(D)은 60분 이하인 복수의 써모커플들을 구비한 열전력발생기 제조방법.
  5. p형 열소자(12)와 n형 열소자(14)로 형성된 복수의 써모커플들을 구비한 열전력발생기(10)로서,
    열전력발생기는 p형 열소자(12)와 n형 열소자(14)가 포함되는 열적 전기적 절연 매트릭스(16)를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 써모커플들을 구비한 열전력발생기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    매트릭스(16)는 폴리머 및 세라믹들 중에서 선택된 재료들을 포함하는 복수의 써모커플들을 구비한 열전력발생기.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    매트릭스(16)는 p형 및 n형 열전재료(22,24)의 소결 온도보다 더 높은 유리전이온도를 갖는 폴리머들 중에서 선택된 재료를 포함하는 복수의 써모커플들을 구비한 열전력발생기.
  8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    매트릭스는 p형 및 n형 열전재료의 소결 온도보다 더 높은 소결온도를 갖는 세라믹들 중에서 선택된 재료를 포함하는 복수의 써모커플들을 구비한 열전력발생기.
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