KR20170036449A - 열전모듈 및 이를 포함하는 열전환장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예는 유연성을 확보할 수 있는 열전모듈의 구조에 대한 것으로, 상호 대향하는 제1기판 및 상기 제2기판; 및 상기 제1기판 및 상기 제2기판 사이에 배치되는 다수의 열전반도체소자;를 포함하며, 상기 제1기판 및 상기 제2기판은 보론나이트라이드(BN)를 포함하는 기재인 열전모듈을 제공할 수 있도록 한다.

Description

열전모듈 및 이를 포함하는 열전환장치{THERMOELECTRIC MOUDULE AND DEVICE USING THE SAME}

본 발명의 실시예는 유연성을 확보할 수 있는 열전모듈의 구조에 대한 것이다.

일반적으로, 열전 변환 소자를 포함하는 열전 소자는 P형 열전 재료와 N형 열전 재료를 금속 전극들 사이에 접합시킴으로써, PN 접합 쌍을 형성하는 구조이다. 이러한 PN 접합 쌍 사이에 온도 차이를 부여하게 되면, 제벡(Seeback) 효과에 의해 전력이 발생됨으로써 열전 소자는 발전 장치로서 기능 할 수 있다. 또한, PN 접합 쌍의 어느 한쪽은 냉각되고 다른 한쪽은 발열 되는 펠티어(Peltier) 효과에 의해, 열전 소자는 온도 제어 장치로서 이용될 수도 있다.

이러한 열전소자는 일반적으로 세라믹기판 사이에 배치되는 구조로 구현되어 대상 장비에 장착되는 구조로 응용되는데, 열전소자를 지지하는 기판의 경도가 강해 차량이나 파이프 표면 등 곡률진 개소나 요철이 있는 개소 등에는 장착 및 적용이 어려운 구조적인 문제가 발생하고 있다.

본 발명의 실시예들은 상술한 문제를 해소하기 위하여 안출된 것으로, 특히 보론나이트라이드(Boron Nitride;BN)를 포함하는 박막형 기판 사이에 열전반도체소자를 배치하는 구조의 열전모듈을 구현하여, 열전모듈자체의 유연성을 확보할 수 있도록 하여 다양한 설치 개소에 적용이 가능하도록 하는 범용성을 확보할 수 있는 열전모듈을 제공할 수 있도록 한다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시예에서는 상호 대향하는 제1기판 및 상기 제2기판; 및 상기 제1기판 및 상기 제2기판 사이에 배치되는 다수의 열전반도체소자;를 포함하며, 상기 제1기판 및 상기 제2기판은 보론나이트라이드(BN)를 포함하는 기재인 열전모듈을 제공할 수 있도록 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 보론나이트라이드를 포함하는 박막형 기판 사이에 열전반도체소자를 배치하는 구조의 열전모듈을 구현하여, 열전모듈자체의 유연성을 확보할 수 있도록 하여 다양한 설치 개소에 적용이 가능하도록 하는 범용성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

특히, 열전모듈을 박막형으로 구현함과 동시에 열전반도체소자를 시트형 기재를 이용한 구조로 구현하는 경우, 열전모듈 자체의 유연성을 더욱 극대화할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열전모듈의 기본 구조를 도시한 단면 개념도이다.
도 2는 상술한 도 1에서 다수의 열전반도체소자를 배치하고, 열전반도체소자를 전기적으로 연결하는 전극을 구비하여 모듈화한 구조를 구현한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 BN 박막으로 구성되는 제1기판과 제2기판을 구비하여 유연성을 확보하는 특성을 더욱 극대화하기 위해 열전반도체소자의 구조를 시트 구조로 적층하여 제조하는 방식을 예시한 것이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전반도체소자의 구조를 도시한 개념도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열전모듈의 구조를 도시한 단면개념도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열전모듈은 상호 대향하는 제1기판(140) 및 상기 제2기판(150) 및 상기 제1기판 및 상기 제2기판 사이에 배치되는 다수의 열전반도체소자(120, 130)를 포함하여 구성된다. 특히, 이 경우, 본 실시예에에서는 상기 제1기판 및 상기 제2기판(120, 130)은 보론나이트라이드(BN)를 포함하는 재질의 시트형 구조물로 구현할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 실시예에서 상기 제1기판 및 상기 제2기판(120, 130)은 상호 대향하는 위치에서 서로 이격되도록 배치되며, 각각이 절연특성이 우수하며 높은 열전도도를 갖는 보론나이트라이드(Boron Nitride;BN)를 포함하여 구현될 수 있도록 한다.

이러한 보론나이트라이드(Boron Nitride;BN) 박막의 구조를 구현하는 방식은 다양한 방식이 구현될 수 있으며, 일예로 BN 탄소 나노튜브 용액을 진공을 형성하는 구조에 투입하여 여과하는 진공여과(vacuum filtration) 공정을 통해 10um~80um의 범위를 갖는 얇은 막형태의 구조물로 구현할 수 있게 된다. 이와 같은 구조물의 두께는 10um 미만의 두께에서는 강도 확보가 어려워, 추후 열전반도체 소자와 부착하는 가압공정시 변형 또는 파괴가 일어나는 문제가 초래되며, 80um를 초과하는 두께에서는 유연성을 확보하기 어려운 문제가 발생하게 된다.

보론나이트라이드 (Boron Nitride;BN)는 보론과 질소로 이루어진 벌집구조의 물질로, B와 N이 1: 1로 화합하여 흑연과 거의 같은 결정 구조를 갖으며, 절연성과 열전도특성이 우수하다.

이러한 박막 형태의 기판 상에 후술하는 열전반도체소자(120, 130)을 교번하여 배치하고, 상호 전기적으로 연결하여 열전모듈을 구현하는 경우, 전체적으로 열전모듈이 유연성을 갖게 되어 파이프배관이나 자동차 머플러, 또는 다양한 곡률이 형성되는 장착 개소에 효율적으로 장착이 가능하게 된다.

본 발명의 실시에에 따른 상기 제1기판 및 제2기판을 구성하는 보론나이트라이드 박막구조물은 다음과 같은 BN paper 공정을 통해 제조될 수 있다.

우선, BN 나노튜브 용액에 대한 (에탄올 또는 메탄올) 세정(cleaning)과 초음파처리(Sonication) 공정을 수행한다.

이후, 폴리카보네이트막(polycarbonate membrane;0 ~ 50 um pore size)에 대한 진공여과(Vacuum filtration) 공정을 수행한다. 이 경우, 필터의 사이즈 이용하여 열전소자 상/하 기판 크기의 조절이 가능하도록 할 수 있다.

필터 공정을 거친 벌키한 구조물(Filtered bucky paper)을 샌드위치구조로 작업(re-preseed)을 수행한 후, 건조 공정을 수행한다.

추가로 벌키한 페이퍼(bucky paper)의 용이한 제작을 위해 여러 종류의 계면활성제 사용할 수 있으나, 본 실시예에서는 열전도도의 하락을 방지하게 위해 계면활성제를 적용하지 않도록 할 수 있다.

도 2는 상술한 도 1에서 다수의 열전반도체소자를 배치하고, 열전반도체소자(120, 130)를 전기적으로 연결하는 전극(160a, 160b)를 구비하여 모듈화한 구조를 구현한 예시도이다.

도 2에 도시된 것과 같이, 본 발명의 실시예에서는 BN 박막으로 구성되는 제1기판(140)과 제2기판(150)을 구비하며, 그 사이에 다수의 열전반도체소자를 배치하여 모듈화할 수 있다.

이 경우, 제1반도체소자(120)로서 P형 반도체 와 제2반도체소자(130)로서 N형 반도체로 구성될 수 있으며, 상기 제1반도체 및 상기 제2반도체는 금속 전극 (160a, 160b)과 연결되며, 이러한 구조가 다수 형성되며 상기 반도체 소자에 전극을 매개로 전류가 공급되는 회로선(181, 182)에 의해 펠티어 효과를 구현하게 된다.

열전모듈 내의 반도체소자는 P 형 반도체 또는 N 형 반도체 재료를 적용할 수 있다. 이러한 P 형 반도체 또는 N 형 반도체 재료는 상기 N형 반도체소자는, 셀레늄(Se), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 납(Pb), 붕소(B), 갈륨(Ga), 텔루륨(Te), 비스무트(Bi), 인듐(In)을 포함한 비스무트텔룰라이드계(BiTe계)로 이루어지는 주원료물질과, 상기 주원료물질의 전체 중량의 0.001~1.0wt%에 해당하는 Bi 또는 Te이 혼합된 혼합물을 이용하여 형성할 수 있다. 이를테면, 상기 주원료물질은 Bi-Se-Te 물질로 하고, 여기에 Bi 또는 Te를 Bi-Se-Te 전체 중량의 00.001~1.0wt%에 해당하는 중량을 더 추가하여 형성할 수 있다. 즉, Bi-Se-Te의 중량이 100g이 투입되는 경우, 추가로 혼합되는 Bi 또는 Te는 0.001g~1.0g의 범위에서 투입하는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 상술한 주원료물질에 추가되는 물질의 중량범위는 0.001wt%~0.1wt% 범위 외에서는 열전도도가 낮아지지 않고 전기전도도는 하락하여 ZT값의 향상을 기대할 수 없다는 점에서 의의를 가진다.

상기 P형 반도체 재료는, 안티몬(Sb), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 납(Pb), 붕소(B), 갈륨(Ga), 텔루륨(Te), 비스무트(Bi), 인듐(In)을 포함한 비스무트텔룰라이드계(BiTe계)로 이루어지는 주원료물질과, 상기 주원료물질의 전체 중량의 0.001~1.0wt%에 해당하는 Bi 또는 Te이 혼합된 혼합물을 이용하여 형성함이 바람직하다. 이를 테면, 상기 주원료물질은 Bi-Sb-Te 물질로 하고, 여기에 Bi 또는 Te를 Bi-Sb-Te 전체 중량의 0.001~1.0wt%에 해당하는 중량을 더 추가하여 형성할 수 있다. 즉, Bi-Sb-Te의 중량이 100g이 투입되는 경우, 추가로 혼합되는 Bi 또는 Te는 0.001g~1g의 범위에서 투입될 수 있다. 상술한 주원료물질에 추가되는 물질의 중량범위는 0.001wt%~0.1wt% 범위 외에서는 열전도도가 낮아지지 않고 전기전도도는 하락하여 ZT값의 향상을 기대할 수 없다는 점에서 의의를 가진다.

단위 셀을 이루며 상호 대향 하는 제1반도체소자 및 제2반도체소자의 형상 및 크기는 동일하게 이루어지나, 이 경우 P 형 반도체소자의 전기전도도와 N 형 반도체 소자의 전기전도도 특성이 서로 달라 냉각효율을 저해하는 요소로 작용하게 되는 점을 고려하여, 어느 한쪽의 체적을 상호 대향 하는 다른 반도체소자의 체적과는 상이하게 형성하여 냉각성능을 개선할 수 있도록 하는 것도 가능하다.

즉, 상호 대향 하여 배치되는 단위 셀의 반도체 소자의 체적을 상이하게 형성하는 것은, 크게 전체적인 형상을 다르게 형성하거나, 동일한 높이를 가지는 반도체소자에서 어느 한쪽의 단면의 직경을 넓게 형성하거나, 동일한 형상의 반도체 소자에서 높이나 단면의 직경을 다르게 하는 방법으로 구현하는 것이 가능하다. 특히 N형 반도체소자의 직경을 P형 반도체소자보다 더 크게 형성하여 체적을 증가시켜 열전효율을 개선할 수 있도록 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에서 BN 박막으로 구성되는 제1기판(140)과 제2기판(150)을 구비하여 유연성을 확보하는 특성을 더욱 극대화하기 위해 열전반도체소자의 구조를 시트 구조로 적층하여 제조하는 방식을 예시한 것이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 상술한 열전반도체소자의 구조를 벌크형 구조가 아닌 적층형 구조의 구조물로 구현하여 박형화 및 냉각효율을 더욱 향상시킬 수 있도록 할 수 있다.

도 1 및 도 2에서의 제1반도체소자(120) 및 제2반도체소자(130)의 구조를 시트 형상의 기재에 반도체물질이 도포된 구조물이 다수 적층된 단위부재로 형성한 후 이를 절단하여 재료의 손실을 막고 전기전도특성을 향상시킬 수 있도록 할 수 있다.

도 3은 상술한 적층 구조의 단위부재를 제조하는 공정 개념도를 도시한 것이다. 도 3에 따르면, 반도체 소재 물질을 포함하는 재료를 페이스트 형태로 제작하고, 시트, 필름 등의 기재(111) 상에 페이스트를 도포하여 반도체층(112)을 형성하여 하나의 단위부재(110)를 형성한다. 상기 단위부재(110)는 도 3에 도시된 것과 같이 다수의 단위부재(100a, 100b, 100c)를 적층하여 적층구조물을 형성하고, 이후 적층구조물을 절단하여 단위열전소자(120)를 형성한다. 즉, 본 발명에 따른 단위열전소자(120)은 기재(111) 상에 반도체 층(112)가 적층된 단위부재(110)이 다수가 적층된 구조물로 형성될 수 있다.

상술한 공정에서 기재(111) 상에 반도체 페이스트를 도포하는 공정은 다양한 방법을 이용하여 구현될 수 있으며, 일예로는 테이프캐스팅(Tape casting), 즉 매우 미세한 반도체 소재 분말을 수계 또는 비수계 용매(solvent)와 결합제(binder), 가소제(plasticizer), 분산제(dispersant), 소포제(defoamer), 계면활성제 중 선택되는 어느 하나를 혼합하여 슬러리(slurry)를 제조한 후 움직이는 칼날(blade)또는 움직이는 운반 기재위에 일정한 두께로 목적하는 바에 따라서 성형하는 공정으로 구현될 수 있다. 이 경우 상기 기재의 두께는 10um~100um의 범위의 필름, 시트 등의 자재를 사용할 수 있으며, 도포되는 반도체소재는 상술한 벌크형 소자를 재조하는 P 형 재료 및 N 형 재료를 그대로 적용할 수 있음은 물론이다.

상기 단위부재(110)을 다층으로 어라인하여 적층하는 공정은 50℃~250℃의 온도로 압착하여 적층구조로 형성할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 이러한 단위부재(110)의 적층 수는 2~50개의 범위에서 이루어질 수 있다. 이후, 원하는 형태와 사이즈로 커팅공정이 이루어질 수 있으며, 소결공정이 추가될 수 있다.

상술한 공정에 따라 제조되는 단위부재(110)이 다수 적층되어 형성되는 단위열전소자는 두께 및 형상 사이즈의 균일성을 확보할 수 있다. 즉, 기존의 벌크(Bulk) 형상의 열전소자는 잉곳분쇄, 미세화 볼-밀(ball-mill) 공정 후, 소결한 벌크구조를 커팅하게 되는바, 커팅공정에서 소실되는 재료가 많음은 물론, 균일한 크기로 절단하기도 어려우며, 두께가 3mm~5mm 정도로 두꺼워 박형화가 어려운 문제가 있었으나, 본 발명의 실시형태에 따른 적층형 구조의 단위열전소자는, 시트형상의 단위부재를 다층 적층한 후, 시트 적층물을 절단하게 되는바, 재료 손실이 거의 없으며, 소재가 균일한 두께를 가지는바 소재의 균일성을 확보할 수 있으며, 전체 단위열전소자의 두께도 1.5mm 이하로 박형화가 가능하게 되며, 다양한 형상으로 적용이 가능하게 된다.

최종적으로 구현되는 구조는 도 1의 구조에서 상술한 본 발명의 실시예에 따른 열전소자의 구조와 같이, 직육면체 형상으로 절단하여 구현할 수 있다. 또는 도 3의 (d)의 구조와 같이 상하 말단부의 폭과 중심부의 폭이 상이한 구조, 또는 열전반도체소자의 중심부의 폭보다 상하 말단부의 폭이 크게 구현되는 구조로 구현할 수 있다.

본 발명의 실시형태에 따른 단위열전소자의 제조공정에서, 단위부재(110)의 적층구조를 형성하는 공정 중에 각 단위부재(110)의 표면에 전도성층을 형성하는 공정을 더 포함하여 구현될 수 있도록 할 수 있다.

즉, 도 3의 (c)의 적층구조물의 단위부재의 사이 사이에 도 4의 구조와 같은 전도성층을 형성할 수 있다. 상기 전도성층은 반도체층이 형성되는 기재면의 반대면에 형성될 수 있으며, 이 경우 단위부재의 표면이 노출되는 영역이 형성되도록 패턴화된 층으로 구성할 수 있다. 이는 전면 도포되는 경우에 비하여 전기전도도를 높일 수 있음과 동시에 각 단위부재 간의 접합력을 향상시킬 수 있게 되며, 열전도도를 낮추는 장점을 구현할 수 있게 된다.

즉, 도 4에 도시된 것은 본 발명의 실시형태에 따른 전도성층(C)의 다양한 변형예를 도시한 것으로, 단위부재의 표면이 노출되는 패턴이라 함은 도 4의 (a),(b)에 도시된 것과 같이, 폐쇄형 개구패턴(c₁, c₂)을 포함하는 메쉬타입 구조 또는 도 4의 (c), (d)에 도시된 것과 같이, 개방형 개구패턴(c₃, c₄)을 포함하는 라인타입 등으로 다양하게 변형하여 설계될 수 있다. 이상의 전도성층은 단위부재의 적층구조로 형성되는 단위열전소자의 내부에서 각 단위부재간의 접착력을 높이는 것은 물론, 단위부재간 열전도도를 낮추며, 전기전도도는 향상시킬 수 있게 하는 장점이 구현되며, 종래 벌크형 열전소자 대비 냉각용량(Qc) 및 ΔT(℃) 가 개선되며, 특히 파워 팩터(Power factor)가 1.5배, 즉 전기전도도가 1.5배 상승하게 된다. 전기전도도의 상승은 열전효율의 향상과 직결되는바, 냉각효율을 증진하게 된다. 상기 전도성층은 금속물질로 형성할 수 있으며, Cu, Ag, Ni 등의 재질의 금속계열의 전극물질은 모두 적용이 가능하다.

또한, 도 5에 도시된 것과 같이, 도 3에서 상술한 열전소자(120, 130)는 도 5의 (a)에 도시된 것과 같이, 상부 방향(X) 및 하부방향(Y)으로 수평하게 배치될 수 있도록 어라인하여, (c)와 같이 절단하여, 본 발명의 실시예에 따른 열전소자를 구현할 수도 있다. 즉, 제1기판 및 제2기판과 반도체층 및 기재의 표면이 인접하도록 배치되는 구조로 열전모듈을 형성할 수 있으나, 도 5의 (b)에 도시된 것과 같이, 열전소자 자체를 수직으로 세워, 단위열전소자의 측면부가 상기 제1 및 제2기판에 인접하게 배치 되도록 하는 구조도 가능하다. 이와 같은 구조에서는 수평배치구조보다 측면 부에 전도층의 말단부가 노출되며, 수직방향의 열전도 효율을 낮추는 동시에 전기전도특성을 향상할 수 있어 냉각효율을 더욱 높일 수 있게 된다. 나아가, 도 3의 (d)의 형상을 도 16의 (c)와 같이 절단하여 구현하여 적용할 수도 있다.

상술한 것과 같이, 다양한 실시형태로 구현이 가능한 본 발명의 열전모듈에 적용되는 열전소자에서, 상호 대향하는 제1반도체소자 및 제2반도체소자의 형상 및 크기는 동일하게 이루어지나, 이 경우 P 형 반도체소자의 전기전도도와 N 형 반도체 소자의 전기전도도 특성이 서로 달라 냉각효율을 저해하는 요소로 작용하게 되는 점을 고려하여, 어느 한쪽의 체적을 상호 대향하는 다른 반도체소자의 체적과는 상이하게 형성하여 냉각성능을 개선할 수 있도록 하는 것도 가능하다.

즉, 상호 대향하여 배치되는 반도체 소자의 체적을 상이하게 형성하는 것은, 크게 전체적인 형상을 다르게 형성하거나, 동일한 높이를 가지는 반도체소자에서 어느 한쪽의 단면의 직경을 넓게 형성하거나, 동일한 형상의 반도체 소자에서 높이나 단면의 직경을 다르게 하는 방법으로 구현하는 것이 가능하다. 특히 N형 반도체소자의 직경을 P형 반도체소자보다 더 크게 형성하여 체적을 증가시켜 열전효율을 개선할 수 있도록 할 수 있다.

도 6은 도 3의 (d)의 구조와 형상이 유사한 구조의 열전반도체소자를 벌크형으로 제조한 구조를 도시한 다른 실시예이다. 전술한 것과 같이, 본 실시예에서는 제1기판(140)과 제2기판(150)이 BN 박막으로 구현되어 유연성이 확보되는바, 열전효율을 향상하기 위한 반도체소자의 구조를 도 6과 같이 변형하여 구현하는 것도 가능하다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 변형 실시예에 따른 열전소자(120)는, 제1단면적을 가지는 제1소자부(122), 상기 제1소자부(122)와 대향하는 위치에 제2단면적을 가지는 제2소자부(126) 및 상기 제1소자부(122)와 상기 제2소자부(126)를 연결하는 제3단면적을 가지는 연결부(124)를 포함하는 구조로 구현될 수 있다. 특히 이 경우, 상기 연결부(124)의 수평방향의 임의의 영역에서의 단면적이 상기 제1단면적 및 상기 제2단면적보다 작게 구현되는 구조로 마련될 수 있다.

이러한 구조는 동일한 재료를 가지고 정육면체 구조와 같은 단일 단면적을 가지는 구조의 열전소자와 동량의 재료를 적용하는 경우, 제1소자부와 제2소자부의 면적을 넓히고, 연결부의 길이를 길에 구현할 수 있게 됨으로써, 제1소자부와 제2소자부 사이의 온도차(△T)를 크게 할 수 있는 장점이 구현될 수 있게 된다. 이러한 온도차를 증가시키면, 발열측(Hot side)와 냉각측(Cold side) 사이에 이동하는 자유전자의 양이 많아져 전기의 발전량이 증가되며, 발열이나 냉각의 경우 그 효율이 높아지게 된다.

따라서, 본 실시예에 따른 열전소자(120)은 연결부(124)의 상부 및 하부에 평판형 구조나 다른 입체 구조로 구현되는 제1소자부 및 제2소자부의 수평 단면적을 넓게 구현하고, 연결부의 길이를 연장하여 연결부의 단면적을 좁힐 수 있도록 한다. 특히, 본 발명의 실시예에서는, 상기 연결부의 수평 단면 중 가장 긴 폭을 가지는 단면의 폭(B)과, 상기 제1소자부 및 상기 제2소자부의 수평단면적 중 더 큰 단면의 폭(A or C)의 비율이 1:(1.5~4)의 범위를 충족하는 범위에서 구현될 수 있도록 한다. 이 범위를 벗어나는 경우에는, 열전도가 발열측에서 냉각측으로 전도되어 오히려 발전효율을 떨어뜨리거나, 발열이나 냉각효율을 떨어뜨리게 된다.

이러한 구조의 실시예의 다른 측면에서는, 상기 열전소자(120)는, 상기 제1소자부 및 상기 제2소자의 길이방향의 두께(a1, a3)는, 상기 연결부의 길이방향 두께(s2)보다 작게 구현되도록 형성될 수 있다.

나아가, 본 실시예에서는, 제1소자뷰(122)의 수평방향의 단면적인 상기 제1단면적과 제2소자부(126)의 수평방향의 단면적인 상기 제2단면적이 서로 다르게 구현할 수 있다. 이는 열전효율을 조절하여 원하는 온도차를 쉽게 제어하기 위함이다. 나아가, 상기 제1소자부, 상기 제2소자부 및 상기 연결부는 상호 일체로 구현되는 구조로 구성될 수 있으며, 이 경우 각각의 구성은 상호 동일한 재료로 구현될 수 있다.

물론, 도 6의 구조를 도 3에서 상술한 적층형 공정으로 구현하여 도 3의 (d)나 도 5의 (c)와 같은 구조로 구현하는 것도 가능함은 물론이다.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

110: 단위부재 111: 기재
112: 반도체층 120: 열전소자
122: 제1소자부 124: 연결부
126: 제2소자부 130: 열전소자
132: 제1소자부 134: 연결부
136: 제2소자부 140: 제1기판
150: 제2기판 160a, 160b: 전극층

Claims (8)

1. 상호 대향하는 제1기판 및 상기 제2기판; 및
   상기 제1기판 및 상기 제2기판 사이에 배치되는 다수의 열전반도체소자;를 포함하며,
   상기 제1기판 및 상기 제2기판은 보론나이트라이드(BN)를 포함하는 기재인 열전모듈.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1기판 또는 상기 제2기판은 10um~80um의 두께 범위인 열전모듈.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 열전반도체소자는,
   상기 제1기판 및 상기 제2기판 상에 배치되는 전극을 통해 상호 전기적으로 연결되는
   P형 반도체인 제1반도체소자 및 N형 반도체인 제2반도체소자를 포함하는 열전모듈.
   
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 열전반도체소자는,
   기재상의 반도체층을 포함하는 단위부재가 2 이상 적층되어 구현되는 열전모듈.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상호 인접하는 단위부재상의 전도층을 더 포함하는 열전모듈.
   
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 열전반도체소자는,
   N형 반도체인 제2반도체소자의 체적이 P형 반도체인 제1반도체소자의 체적보다 크게 구현되는 열전모듈.
   
7. 청구항 4에 있어서,
   상기 열전반도체소자는,
   P형 반도체인 제1반도체소자 및 N형 반도체인 제2반도체소자의 중심부의 폭보다 말단부의 폭이 더 크게 구현되는 열전모듈.
   
8. 상호 대향하는 보론나이트라이드(BN)를 포함하는 제1기판 및 상기 제2기판 및 상기 제1기판 및
   상기 제2기판 사이에 배치되는 다수의 열전반도체소자를 구비하는 열전모듈을 포함하며,
   상기 제1기판 또는 상기 제2기판이 장착되는 대상표면에 곡률이 구현되는 열전환장치.
   

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