WO2016136856A1 - 熱電モジュール - Google Patents

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WO2016136856A1
WO2016136856A1 PCT/JP2016/055555 JP2016055555W WO2016136856A1 WO 2016136856 A1 WO2016136856 A1 WO 2016136856A1 JP 2016055555 W JP2016055555 W JP 2016055555W WO 2016136856 A1 WO2016136856 A1 WO 2016136856A1
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WO
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support substrate
plate
thermoelectric
thermoelectric module
portions
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PCT/JP2016/055555
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English (en)
French (fr)
Inventor
智弘 古川
Original Assignee
京セラ株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B21/02—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N11/00—Generators or motors not provided for elsewhere; Alleged perpetua mobilia obtained by electric or magnetic means
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
    • H10N10/13—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the heat-exchanging means at the junction

Definitions

  • thermoelectric module used for thermoelectric power generation by adjusting the temperature of an automobile seat cooler or the like, or exhaust gas.
  • thermoelectric module has one main surface and the other main surface.
  • the thermoelectric module can generate a temperature difference between one main surface and the other main surface, for example, by supplying electric power to the thermoelectric element.
  • the thermoelectric module can generate electric power with a thermoelectric element by giving a temperature difference between one main surface and the other main surface, for example. Taking advantage of these properties, thermoelectric modules are used for temperature control or thermoelectric generation.
  • thermoelectric module for example, a thermoelectric module disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-295878 (hereinafter also referred to as Patent Document 1) can be given.
  • the thermoelectric module disclosed in Patent Document 1 includes a plurality of thermoelectric elements, electrodes that connect the plurality of thermoelectric elements, and a plurality of fins attached on the electrodes.
  • the plurality of fins are arranged so that the intervals between adjacent fins are uniform.
  • the thermoelectric module is used, for example, such that a plurality of fins face a flow path through which a fluid flows. Examples of the flow path include a ventilation pipe of an external device.
  • thermoelectric module When the thermoelectric module is used for temperature adjustment, for example, by passing a fluid (wind) emitted from a blower through the flow path, the wind can be changed to cold air or warm air. Temperature control is performed using this cold air or warm air.
  • thermoelectric module includes a first support substrate having a first surface and a second surface, a third surface, and a third surface provided so that the third surface faces the second surface.
  • 2 support substrates, a plurality of thermoelectric elements arranged between the first support substrate and the second support substrate, and fins provided on the first surface of the first support substrate, , Having a plurality of plate-like portions arranged in a standing manner with respect to the first support substrate at intervals, and when viewed in the direction in which the plate-like portions are arranged, the interval between the plate-like portions Is wider at the center than at the ends of the fins.
  • thermoelectric module It is a disassembled perspective view of a thermoelectric module. It is a schematic diagram (sectional drawing) when arrange
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the thermoelectric module shown in FIG. 2 cut along a cross section taken along line A-A ′. It is sectional drawing which shows the modification of a thermoelectric module.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the thermoelectric module shown in FIG. 3 cut by a cross-section passing through line B-B ′. It is the fragmentary sectional view which cut the modification of the thermoelectric module in the same cross section as FIG. It is the fragmentary sectional view which cut the modification of the thermoelectric module in the same cross section as FIG.
  • thermoelectric module will be described in detail with reference to the drawings.
  • the thermoelectric module 10 includes a first support substrate 1 and a second support substrate 2.
  • the first support substrate 1 has a first surface 11 (also referred to as a lower surface of the first support substrate 1) and a second surface 12 (also referred to as an upper surface of the first support substrate 1).
  • the second support substrate 2 has a third surface 23 (also referred to as a lower surface of the second support substrate 2) and a fourth surface 24 (also referred to as an upper surface of the second support substrate 2).
  • the second support substrate 2 is provided so that the third surface 23 faces the second surface 12.
  • the thermoelectric module 10 includes a thermoelectric element 3 provided between the second surface 12 of the first support substrate 1 and the third surface 23 of the second support substrate 2. In FIG. 1, the thermoelectric module 10 is partially disassembled for convenience of explanation.
  • the first support substrate 1 is mainly a member for supporting the plurality of thermoelectric elements 3 together with the second support substrate 2. As shown in FIG. 1, the first support substrate 1 is a quadrangular member and has an upper surface facing the second support substrate 2.
  • the dimensions of the first support substrate 1 of the thermoelectric module 10 can be set, for example, such that the length is 40 to 50 mm, the width is 20 to 30 mm, and the thickness is 0.25 to 0.35 mm.
  • the first support substrate 1 is provided with the first electrode 4 on the upper surface, at least the upper surface side is made of an insulating material.
  • the first support substrate for example, an epoxy resin plate to which an alumina filler is added or an aluminum oxide sintered body can be used.
  • substrate which bonded the copper plate to the lower surface of ceramic plates, such as an aluminum nitride sintered body, can be used.
  • the copper plate functions as heat transfer or heat dissipation to the outside.
  • the first support substrate 1 is a substrate in which an insulating layer made of epoxy resin, polyimide resin, alumina ceramic, aluminum nitride ceramic or the like is provided on the upper surface of a copper plate, silver plate or silver-palladium plate. Can be used.
  • the first electrode 4 is a member for giving electric power to the thermoelectric element 3 or taking out electric power generated in the thermoelectric element 3.
  • the first electrode 4 is provided on the upper surface of the first support substrate 1.
  • the first electrode 4 is provided so as to electrically connect a plurality of thermoelectric elements 3 together with a second electrode (not shown) provided on the lower surface of the second support substrate 2.
  • the heat transfer element 3 includes a p-type thermoelectric element 31 and an n-type thermoelectric element 32.
  • the p-type thermoelectric elements 31 and the n-type thermoelectric elements 32 are alternately provided adjacent to each other.
  • the first electrode 4 electrically connects adjacent p-type thermoelectric elements 31 and n-type thermoelectric elements 32 alternately in series. All the thermoelectric elements 3 are electrically connected in series.
  • the first electrode 4 is made of, for example, copper, silver or silver-palladium.
  • the first electrode 4 is formed by attaching a copper plate to the upper surface of the first support substrate 1, and masking the portion that becomes the first electrode 4, and etching the area other than the masked area. Formed by removing with.
  • the first electrode 4 may be formed by attaching a copper plate formed into the shape of the first electrode 4 by stamping to the first support substrate 1.
  • the second support substrate 2 is a member that is mainly supported by sandwiching the plurality of thermoelectric elements 3 together with the first support substrate 1.
  • the second support substrate 2 is provided so that the lower surface faces the first support substrate 1.
  • a plurality of thermoelectric elements 3 are sandwiched and held between the lower surface of the second support substrate 2 and the upper surface of the first support substrate 1.
  • the second support substrate 2 has, for example, a rectangular shape.
  • the dimensions of the second support substrate 2 are set so that the plurality of thermoelectric elements 3 can be held together with the first support substrate 1.
  • the shape of the second support substrate 2 is a quadrangular shape, for example, the length is set to 40 to 50 mm, the width is set to 20 to 30 mm, and the thickness is set to 0.25 to 0.35. Can do.
  • the second support substrate 2 entirely overlaps the first support substrate 1 when viewed in plan. Thereby, the durability when the force in the vertical direction is applied to the thermoelectric module 10 is improved.
  • the second support substrate 2 is provided with the second electrode on the lower surface facing the first support substrate 1, at least the lower surface side is made of an insulating material.
  • the 2nd support substrate 2 the member similar to the above-mentioned member which can be used for the 1st support substrate 1 can be used.
  • the second electrode is a member for applying electric power to the thermoelectric element 3 or taking out electric power generated in the thermoelectric element 3.
  • the second electrode is provided on the lower surface of the second support substrate 2.
  • the second electrode is provided together with the first electrode 4 so as to electrically connect the plurality of thermoelectric elements 3.
  • the second electrode is formed of, for example, copper, silver or silver-palladium.
  • the second electrode is formed, for example, by attaching a copper plate to the lower surface of the second support substrate 2, masking a portion to be the second electrode of the copper plate, and etching a region other than the masked region.
  • the second electrode may be formed by attaching a copper plate formed into the shape of the second electrode by punching to the lower surface of the second support substrate 2.
  • the thermoelectric element 3 is a member for adjusting the temperature by the Peltier effect or for generating electricity by the Seebeck effect.
  • a plurality of thermoelectric elements 3 are arranged between the upper surface of the first support substrate 1 and the lower surface of the second support substrate 2.
  • a plurality of thermoelectric elements 3 are provided in the vertical and horizontal directions at intervals of 0.5 to 2 times the diameter of the thermoelectric element 3.
  • the plurality of thermoelectric elements 3 are joined to the first electrode 4 by solder applied in the same pattern as the first electrode 4.
  • the plurality of thermoelectric elements 3 are electrically connected in series by the first electrode 4 and the second electrode.
  • the thermoelectric element 3 is classified into a p-type thermoelectric element 31 and an n-type thermoelectric element 32.
  • the thermoelectric element 3 (p-type thermoelectric element 31 and n-type thermoelectric element 32) is a thermoelectric material composed of an A 2 B 3 type crystal (A is Bi and / or Sb, B is Te and / or Se), preferably Bi (
  • the main body is formed of a thermoelectric material of bismuth) or Te (tellurium).
  • the p-type thermoelectric element 31 is made of, for example, a thermoelectric material made of a solid solution of Bi 2 Te 3 (bismuth telluride) and Sb 2 Te 3 (antimony telluride).
  • the n-type thermoelectric element 32 is formed of a thermoelectric material made of a solid solution of Bi 2 Te 3 (bismuth telluride) and Sb 2 Se 3 (antimony selenide), for example.
  • thermoelectric material used as the p-type thermoelectric element 31 is a rod-shaped material obtained by solidifying a p-type forming material composed of bismuth, antimony and tellurium, which has been once melted and solidified, in one direction by the Bridgman method. It is.
  • thermoelectric material used as the n-type thermoelectric element 32 is a rod-shaped material obtained by solidifying an n-type forming material composed of bismuth, tellurium and selenium once melted and solidified in one direction by the Bridgman method. is there.
  • thermoelectric element 3 (p-type thermoelectric element 31 and n-type thermoelectric element 32) can be obtained by removing the resist with a solution.
  • the shape of the thermoelectric element 3 (p-type thermoelectric element 31 and n-type thermoelectric element 32) can be, for example, a columnar shape, a quadrangular columnar shape, or a polygonal columnar shape.
  • the thermoelectric element 3 has a cylindrical shape. Thereby, the influence of the thermal stress which arises in the thermoelectric element 3 under a heat cycle can be reduced.
  • the dimension is set to a diameter of 1 to 3 mm, for example.
  • thermoelectric module 10 is used with the first support substrate 1 and the second support substrate 2 positioned inside the flow path 6 through which the fluid flows.
  • the thermoelectric module 10 is used by being fitted inside a ventilation pipe 5 of an external device.
  • the inside of the ventilation pipe 5 is a cavity and functions as the flow path 6.
  • the fluid is a gas such as air, and the wind flows from right to left. 2, 5, and 10, the direction in which the fluid flows is indicated by a dashed white arrow.
  • a thermoelectric module 10 is provided over the entire width direction of the flow path 6. That is, the width of the flow path 6 and the width of the thermoelectric module 10 are equal.
  • thermoelectric module 10 the 1st support substrate 1 and the 2nd support substrate 2 are located in the inside of the ventilation pipe 5, However, It is not restricted to this. Specifically, only one of the first support substrate 1 and the second support substrate 2 may be located inside the ventilation tube 5.
  • fins 71 are provided on the first surface 11 of the first support substrate 1.
  • the fins 71 are provided so that when the wind flows from right to left in FIG. 2, heat generated from the thermoelectric module 10 can be efficiently taken out without hindering the flow of the wind.
  • the space below the first surface 11 of the first support substrate 1 is divided into a plurality of regions by the fins 71, but these can be considered as one flow path 6.
  • the fin 71 has a plurality of plate-like portions 73 that are arranged upright with respect to the first support substrate 1 at intervals.
  • the plate-like portion 73 has a main surface and side surfaces, and the side surfaces are in contact with the first support substrate 1.
  • the main surface of the plate-like portion 73 extends in a direction intersecting the first surface 11 of the first support substrate 1.
  • the plate-like portions 73 are arranged in a direction perpendicular to the direction in which the fluid flows. Each of the plate-like portions 73 is provided along the direction in which the fluid flows. In the present disclosure, similar fins 72 are also provided on the upper surface of the second support substrate 2.
  • the interval between the plate-like portions 73 of the fins 71 and 72 is between the fins 71 and 72. They are arranged so as to be wider at the center than at the ends. In other words, when viewed in the direction in which the plate-like portions 73 are arranged, the interval between the plate-like portions 73 is wider at the center than at the ends.
  • end portion and “center portion” as used herein means that, for example, when the fin 71 is divided into three regions having the same width in the direction in which the plate-like portions 73 are arranged, the center region is regarded as the center portion.
  • interval of the plate-shaped parts 73 here means the average of the space
  • thermoelectric module there is a possibility that a temperature difference occurs between the center side and the end side in a region where a plurality of thermoelectric elements are arranged.
  • heat hot air or cold air
  • thermoelectric module 10 the distance between the plate-like portions 73 of the fins 71 and 72 is made wider at the central portion than at the end portions, thereby facilitating fluid flow in the central portion.
  • thermoelectric module 10 the heat transfer between the fins 71 and 72 and the fluid in the center can be improved. Thereby, since it can reduce that a heat
  • interval of the plate-shaped parts 73 becomes wide as it goes to the center part from the edge part in an arrangement direction.
  • the easiness of fluid flow can be improved toward the center where heat tends to be trapped. That is, since heat transfer between the fluid and the fins 71 and 72 can be improved toward the center where heat tends to be generated, thermal stress generated in the thermoelectric module 10 can be reduced.
  • the possibility that thermal stress is generated in a specific part of the thermoelectric module 10 is reduced by changing the interval between the plate-like portions 73 stepwise. Therefore, the long-term reliability of the thermoelectric module 10 can be further improved.
  • the fins 71 are provided to the outside of the first support substrate 1 in the arrangement direction, and the plate-like portion 73 of the fin 71 extends to the outside of the first support substrate 1 in the arrangement direction. It is preferable that they are arranged. Thereby, since it can prevent that the 1st support substrate 1 contacts the ventilation pipe 5, the generation
  • first support substrate 1 and the second support substrate 2 are preferably joined to the fins 71 and 72 with solder.
  • solder By using the solder, the heat generated from the thermoelectric module 10 can be efficiently taken out to the fins 71 and 72. Also, since solder is a member that easily deforms, it is preferable in terms of reducing thermal stress.
  • the fins 71 and 72 have the part (connection part 74) which connects the plate-shaped parts 73, and the several plate-shaped part 73 is formed integrally. .
  • the surface area of the flow path 6 formed by the fins 71 and 72 can be increased.
  • uniform-heating property of the plate-shaped parts 73 can also be improved.
  • the plate-like portion 73 positioned at the ends of the fins 71 and 72 may be erected so that the outer peripheral side portion is inclined toward the center side. As a result, when the fins 71 and 72 are thermally expanded, the outer ends of the fins 71 and 72 are thermally expanded toward the center. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of thermal stress caused by being abutted against an object outside the thermoelectric module 10 typified by the ventilation pipe 5 or the like.
  • the plate-like portion 73 of the fin 71 may have a wave shape when viewed from a direction perpendicular to the first surface 11 of the first support substrate 1.
  • the plate-like portion 73 may have a waved shape when the plate-like portion 73 is viewed from the side.
  • the plate-like portion 73 of the fin 72 may have a wavy shape when viewed from a direction perpendicular to the fourth surface 24 of the second support substrate 2.
  • the plate-like portion 73 may have a waved shape when the plate-like portion 73 is viewed from the side. Thereby, the heat transfer between the fin 72 and the fluid can be improved.
  • the plate-like portion 73 may be inclined with respect to a direction perpendicular to the direction in which the plate-like portions 73 are arranged. Thereby, the area which faces the flow path 6 of the plate-shaped part 73 can be enlarged. Thereby, the heat transfer between the fin 71 and the fluid can be improved. Further, when viewed in the direction in which the plate-like portions 73 are arranged, the width of the connecting portion 74 may be larger than the interval between the adjacent connecting portions 74. Thereby, since the connection part 74 can be arrange
  • the shape of the plate-like portion 73 is perpendicular to the first surface 11 of the first support substrate 1 and viewed in a cross section including the arrangement direction of the plate-like portions 73. It may have an S shape. Thereby, the surface area of the plate-shaped part 73 can be enlarged. Further, the thermal stress can be absorbed by appropriately bending the plate-like portion 73 when thermal stress is generated in the plate-like portion 73. Thereby, the long-term reliability of the thermoelectric module 10 can be improved while improving the heat transfer between the fins 71 and the fluid.
  • the plate-like portion 73 may partially have an S shape.
  • the S-shape means a shape in which a portion curved in one direction and a portion curved in the opposite direction are continuously connected, such as an S-shape. Thereby, compared with the case where it is linear, the surface area of the plate-shaped part 73 can be enlarged.
  • the R-shaped portion between the plate-like portion 73 and the connecting portion 74 may be used.
  • the plate-like portion 73 and the connecting portion 74 may be smoothly continuous. Thereby, a possibility that the thermal stress may be generated in the fin 71 can be reduced. Thereby, the long-term reliability of the thermoelectric module 10 can be improved.
  • the connecting portion 74 when viewed in a cross section perpendicular to the first surface 11 of the first support substrate 1 and perpendicular to the direction in which the plate-like portions 73 are arranged, the connecting portion 74 may have a wavy shape. Thereby, since the surface area of the connection part 74 can be enlarged, the heat transfer of the connection part 74 and a fluid can be improved.
  • thermoelectric module will be described in more detail with examples.
  • thermoelectric material composed of Bi, Sb, Te and Se was melted and solidified by the Bridgman method to produce a rod-like material having a diameter of 1.5 mm and a circular cross section.
  • the n-type thermoelectric material is made of a solid solution of Bi 2 Te 3 (bismuth telluride) and Bi 2 Se 3 (bismuth selenide), and the p-type thermoelectric material is Bi 2 Te 3 (bismuth telluride).
  • Sb 2 Te 3 antimony telluride.
  • the surfaces of the rod-shaped n-type thermoelectric material and p-type thermoelectric material were etched with nitric acid.
  • the rod-shaped n-type thermoelectric material and the rod-shaped p-type thermoelectric material are cut with a wire saw so that the height (thickness) is 1.6 mm, and the n-type thermoelectric element 32 and the p-type thermoelectric element 31 are removed. Obtained.
  • the obtained n-type thermoelectric element 32 and p-type thermoelectric element 31 formed a nickel layer on the cut surface by electrolytic plating.
  • thermoelectric elements were arranged on the solder paste by using a mounter so that the n-type thermoelectric element 32 and the p-type thermoelectric element 31 were electrically in series.
  • the n-type thermoelectric element 32 and the p-type thermoelectric element 31 arranged as described above are sandwiched between the first support substrate 1 and the second support substrate 2 and heated in a reflow furnace while applying pressure to the upper and lower surfaces.
  • the electrode 4 and the second electrode were joined to the thermoelectric element 3 with solder.
  • a solder paste composed of Sn42% Bi58% is screen printed on the surfaces of the first support substrate 1 and the second support substrate 2 using a metal mask, and the fins 71 and 72 are connected to the first support substrate 1 and the second support substrate.
  • the thermoelectric element 3 is bonded to the thermoelectric device 3
  • heating is performed in a reflow furnace while applying pressure to the upper and lower surfaces, and the fin 71 is soldered to the first support substrate 1 and the fin 72 is soldered to the second support substrate 2.
  • Table 1 a plurality of three types of fins having different intervals between the plate-like portions 73 of the fins 71 were produced.
  • samples samples (samples Nos. 1 to 6) having different protrusions of the plate-like portion 73 from the first support substrate 1 were produced.
  • the adjustment of the protruding amount of the plate-like portion 73 was made by changing the size of the opening of the jig to be joined.
  • the shape of the fin 72 of each sample and the attachment position in the 2nd support substrate 2 attach the thing of the same shape as the fin 71 in the position corresponding to the attachment position in the 1st support substrate 1 of the fin 71.
  • thermoelectric module 10 2 lead wires for supplying current to the thermoelectric module 10 obtained were joined with a soldering iron.
  • the “plate-shaped portion interval No.” in Table 1 is the plate-shaped portion 73 of the two adjacent fins 71 located on the leftmost when the thermoelectric module 10 is viewed in the arrangement state shown in FIG. Is defined as “plate-shaped portion interval No. 1” and No. 1 in order toward the right. Numbers up to 15 are assigned.
  • thermoelectric module 10 is accommodated in the ventilation pipe 5 connected to the axial fan. After that, adjusting the power so that the air flow of the axial fan becomes 10 m 3 / Hr, supplying 50 W power to the thermoelectric module 10, generating a temperature difference, and reversing the energization direction every 1 minute.
  • the resistance value before and after the durability test was measured with a four-terminal AC resistance meter, and the resistance change rate was calculated. The results are shown on the right side of Table 2.
  • Sample No. in which the interval between the plate-like portions 73 of the fin 71 is adjusted so that the center portion is wider than the end portion. 2 is a sample No. 2 using fins 71 in which the intervals between the plate-like portions 73 of the fins 71 are equal. 1, the resistance change rate of the thermoelectric module 10 before and after the durability test is small.
  • No. 3 had a smaller resistance change rate of the thermoelectric module 10 before and after the durability test, which was a good result. This is because the heat transfer in the central part is improved by widening the gap between the plate-like parts 73 of the fins 71 in the central part, thereby reducing the heat generated in the central part of the thermoelectric module 10. It is thought that it was because of.
  • sample No. in which the plate-like portion 73 protrudes from the first support substrate 1 is used.
  • Sample Nos. 4 to 6 are sample Nos. In which the plate-like portion 73 does not protrude.
  • the resistance change rate of the thermoelectric module 10 before and after the durability test was even smaller, and good durability was confirmed. This is because the protrusion of the plate-like portion 73 can reduce the contact between the ventilation pipe 5 and the first support substrate 1 and the second support substrate 2. This is probably because the occurrence of cracks in the first support substrate 1 and the second support substrate 2 could be reduced.
  • thermoelectric element 31 p-type thermoelectric element 32: n-type thermoelectric element 4: 1st electrode 5: Ventilation pipe 6: Flow path 71, 72: Fin 73: Plate-shaped part 74: Connection part 10: Thermoelectric module

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Abstract

　熱電モジュールは、第１面および第２面を有する第１支持基板と、第３面を有し、前記第２面に前記第３面が対向するように設けられた第２支持基板と、前記第１支持基板および前記第２支持基板の間に複数配列された熱電素子と、前記第１支持基板の第１面に設けられたフィンとを備えており、該フィンは、互いに間隔を空けて前記第１支持基板に対して立てて配列された複数の板状部を有するとともに、前記板状部の配列された方向で見たときに、該板状部同士の間隔が前記フィンの端部よりも中央部において広い。

Description

熱電モジュール
　本開示は、自動車用シートクーラー等の温度調節や排ガス等による熱電発電に使用される熱電モジュールに関するものである。
　熱電モジュールは、一方の主面と他方の主面とを有している。熱電モジュールは、例えば、熱電素子に電力を供給することによって、一方の主面と他方の主面との間に温度差を生じさせることができる。また、熱電モジュールは、例えば、一方の主面と他方の主面との間に温度差を与えることによって、熱電素子によって電力を生じさせることができる。これらの性質を活かして、熱電モジュールは温度調節または熱電発電等に用いられる。
　このような熱電モジュールとして、例えば特開２００９－２９５８７８号公報（以下、特許文献１ともいう）に開示された熱電モジュールが挙げられる。特許文献１に開示された熱電モジュールは、複数の熱電素子と、複数の熱電素子を接続する電極と、電極上に取り付けられた複数のフィンとを備えている。複数のフィンは、隣り合うフィン同士の間隔が一様になるように配列されている。熱電モジュールは、例えば、複数のフィンが、流体の流れる流路に面するようにして用いられる。流路としては、例えば外部装置の通風管等が挙げられる。
　熱電モジュールを温度調節に用いる場合には、例えばブロアから発せられた流体（風）を流路に通すことで、風を冷風または温風に変化させることができる。この冷風または温風を用いて温度調節を行なう。
　本開示の一態様の熱電モジュールは、第１面および第２面を有する第１支持基板と、第３面を有し、前記第２面に前記第３面が対向するように設けられた第２支持基板と、前記第１支持基板および前記第２支持基板の間に複数配列された熱電素子と、前記第１支持基板の第１面に設けられたフィンとを備えており、該フィンは、互いに間隔を空けて前記第１支持基板に対して立てて配列された複数の板状部を有するとともに、前記板状部の配列された方向で見たときに、該板状部同士の間隔が前記フィンの端部よりも中央部において広い。
熱電モジュールの分解斜視図である。 図１に示す熱電モジュールを通風管に配置したときの模式図（断面図）である。 図２に示した熱電モジュールをＡ－Ａ’線を通る断面で切った断面図である。 熱電モジュールの変形例を示す断面図である。 図３に示した熱電モジュールのフィンをＢ－Ｂ’線を通る断面で切った断面図である。 熱電モジュールの変形例を図３と同じ断面で切った部分断面図である。 熱電モジュールの変形例を図３と同じ断面で切った部分断面図である。 熱電モジュールの変形例を図３と同じ断面で切った部分断面図である。 熱電モジュールの変形例を図３と同じ断面で切った部分断面図である。 熱電モジュールの変形例を第１面に垂直であって、かつ、板状部が配列された方向に対して垂直な断面で切った断面図である。
　以下、熱電モジュールについて、図面を参照して詳細に説明する。
　図１および図２に示すように、熱電モジュール１０は、第１支持基板１と、第２支持基板２とを有している。第１支持基板１は、第１面１１（第１支持基板１の下面ともいう）および第２面１２（第１支持基板１の上面ともいう）を有している。第２支持基板２は、第３面２３（第２支持基板２の下面ともいう）および第４面２４（第２支持基板２の上面ともいう）を有している。第２支持基板２は、第２面１２に第３面２３が対向するように設けられている。さらに、熱電モジュール１０は、第１支持基板１の第２面１２および第２支持基板２の第３面２３の間に設けられた熱電素子３を備えている。なお、図１においては、説明の都合上、熱電モジュール１０を一部分解して示している。
　第１支持基板１は、主に、第２支持基板２と共に複数の熱電素子３を支持するための部材である。図１に示すように、第１支持基板１は、四角形状の部材であって、第２支持基板２と対向する上面を有する。
　熱電モジュール１０の第１支持基板１の寸法は、例えば、縦を４０～５０ｍｍに、横を２０～３０ｍｍに、厚さを０．２５～０．３５ｍｍに設定することができる。
　第１支持基板１は、上面に第１電極４が設けられることから、少なくとも上面側は絶縁材料から成る。第１支持基板１としては、例えば、アルミナフィラーを添加して成るエポキシ樹脂板または酸化アルミニウム質焼結体を用いることができる。また、第１支持基板１としては、窒化アルミニウム質焼結体等のセラミック板の下面に銅板を貼り合わせた基板を用いることができる。銅板は外部への伝熱用または放熱用として機能する。また、第１支持基板１の他の例としては、銅板、銀板または銀－パラジウム板の上面にエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アルミナセラミックスまたは窒化アルミニウムセラミックス等から成る絶縁性の層を設けた基板を用いることができる。
　第１電極４は、熱電素子３に電力を与えるため、または熱電素子３で生じた電力を取り出すための部材である。第１電極４は、第１支持基板１の上面に設けられている。第１電極４は、第２の支持基板２の下面に設けられている第２電極（図示せず）とともに、複数の熱電素子３を電気的に接続するように設けられている。熱伝素子３は、ｐ型熱電素子３１およびｎ型熱電素子３２から成る。ｐ型熱電素子３１とｎ型熱電素子３２とは、隣接して交互に設けられている。第１電極４は、隣接するｐ型熱電素子３１およびｎ型熱電素子３２を交互に直列に電気的に接続している。全ての熱電素子３が電気的に直列に接続されている。第１電極４は、例えば銅、銀または銀－パラジウム等によって形成される。第１電極４は、例えば、第１支持基板１の上面に銅板を貼り付けておき、これに対して第１電極４となる部分にマスキングを施して、マスキングを施した領域以外の領域をエッチングで取り除くことによって形成される。また、打ち抜き加工によって第１電極４の形状に成形した銅板を第１支持基板１に貼り付けることによって第１電極４を形成してもよい。
　第２支持基板２は、主に第１支持基板１と共に複数の熱電素子３を挟んで支持するための部材である。第２支持基板２は、第１支持基板１に下面が対向するように設けられている。第２支持基板２の下面と第１支持基板１の上面とによって、複数の熱電素子３が挟まれて保持されている。第２支持基板２は、例えば四角形状である。第２支持基板２の寸法は、第１支持基板１と共に複数の熱電素子３を保持できるように設定される。具体的には、第２支持基板２の形状が四角形状である場合には、例えば縦を４０～５０ｍｍに、横を２０～３０ｍｍに、厚さを０．２５～０．３５に設定することができる。熱電モジュール１０においては、第２支持基板２は、平面視したときに全体が第１支持基板１に重なっている。これにより、熱電モジュール１０に上下方向の力が加わった際の耐久性が向上している。
　第２支持基板２は、第１支持基板１に対向する下面に第２電極が設けられることから、少なくとも下面側は絶縁材料から成る。第２支持基板２としては、第１支持基板１に用いることができる上述の部材と同様の部材を用いることができる。
　第２電極は、熱電素子３に電力を与えるため、または熱電素子３で生じた電力を取り出すための部材である。第２電極は、第２支持基板２の下面に設けられている。第２電極は、第１電極４と共に、複数の熱電素子３を電気的に接続するように設けられている。第２電極は、例えば銅、銀または銀－パラジウム等によって形成される。第２電極は、例えば、第２支持基板２の下面に銅板を貼り付けておき、この銅板の第２電極となる部分にマスキングをして、マスクした領域以外の領域をエッチングすることによって形成される。また、打ち抜き加工によって第２電極の形状に成形した銅板を第２支持基板２の下面に貼り付けることによって第２電極を形成してもよい。
　熱電素子３は、ペルチェ効果によって温度調節を行なうため、またはゼーベック効果によって発電を行なうための部材である。熱電素子３は、第１支持基板１の上面および第２支持基板２の下面の間に複数配列されている。熱電素子３は、熱電素子３の直径の０．５～２倍の間隔で縦横の並びに複数設けられる。これら複数の熱電素子３は、第１電極４と同様のパターンに塗布された半田によって第１電極４に接合されている。そして、複数の熱電素子３は第１電極４および第２電極によって全体が直列に電気的に接続されている。
　熱電素子３は、ｐ型熱電素子３１とｎ型熱電素子３２とに分類される。熱電素子３（ｐ型熱電素子３１およびｎ型熱電素子３２）は、Ａ２Ｂ３型結晶（ＡはＢｉおよび／またはＳｂ、ＢはＴｅおよび／またはＳｅ）から成る熱電材料、好ましくはＢｉ（ビスマス）またはＴｅ（テルル）系の熱電材料で本体部が形成されている。具体的には、ｐ型熱電素子３１は、例えば、Ｂｉ２Ｔｅ３（テルル化ビスマス）とＳｂ２Ｔｅ３（テルル化アンチモン）との固溶体からなる熱電材料で形成される。また、ｎ型熱電素子３２は、例えば、Ｂｉ２Ｔｅ３（テルル化ビスマス）とＳｂ２Ｓｅ３（セレン化アンチモン）との固溶体からなる熱電材料で形成される。
　ここで、ｐ型熱電素子３１となる熱電材料は、一度溶融させてから固化させたビスマス、アンチモンおよびテルルからなるｐ型の形成材料を、ブリッジマン法によって一方向に凝固させて棒状にしたものである。また、ｎ型熱電素子３２となる熱電材料は、一度溶融させてから固化させたビスマス、テルルおよびセレンからなるｎ型の形成材料を、ブリッジマン法によって一方向に凝固させて棒状にしたものである。
　これらの棒状の熱電材料の側面にメッキが付着することを防止するレジストをコーティングした後に、ワイヤーソーを用いて、例えば０．３～５ｍｍの長さに切断する。次いで、切断面のみに電気メッキを用いてニッケル層および錫層を順次形成する。最後に、溶解液でレジストを除去することによって、熱電素子３（ｐ型熱電素子３１およびｎ型熱電素子３２）を得ることができる。
　熱電素子３（ｐ型熱電素子３１およびｎ型熱電素子３２）の形状は、例えば円柱状、四角柱状または多角柱状等にすることができる。特に、熱電素子３の形状を円柱状にすることが好ましい。これにより、ヒートサイクル下において熱電素子３に生じる熱応力の影響を低減できる。熱電素子３を円柱状に形成する場合には、寸法は、例えば直径が１～３ｍｍに設定される。
　さらに、熱電モジュール１０は、第１支持基板１および第２支持基板２が流体の流れる流路６の内部に位置して用いられる。具体的には、図２に示すように、熱電モジュール１０は、外部装置の通風管５の内部に嵌めこまれて用いられる。通風管５の内側は空洞であり、流路６として機能している。図２に示す通風管５においては、流体は空気等の気体であって、右から左に向かって風が流れている。図２、５、１０においては、流体の流れる方向を破線の白抜き矢印で示している。流路６の幅方向の全体にわたって熱電モジュール１０が設けられている。すなわち、流路６の幅と熱電モジュール１０の幅とが等しい。なお、熱電モジュール１０においては、第１支持基板１および第２支持基板２が通風管５の内部に位置しているが、これに限られない。具体的には、第１支持基板１および第２支持基板２の一方のみが通風管５の内部に位置していてもよい。
　図１、２に示すように、さらに、本開示においては第１支持基板１の第１面１１にはフィン７１が設けられている。フィン７１は、図２において右から左に風が流れたときに、風の流れを阻害しないようにしつつ、熱電モジュール１０から発せられた熱を効率よく取り出すことができるように設けられている。本開示の熱電モジュール１０においては、第１支持基板１の第１面１１よりも下方の空間はフィン７１によって複数の領域に分割されているが、これらは１つの流路６として考えることができる。より具体的には、フィン７１は、互いに間隔を空けて第１支持基板１に対して立てて配列された複数の板状部７３を有している。板状部７３は主面と側面とを有するとともに、側面が第１支持基板１に接している。板状部７３の主面は第１支持基板１の第１面１１に対して交差する方向に伸びている。
　板状部７３は流体の流れる方向に対して垂直な方向に配列されている。板状部７３のそれぞれは流体の流れる方向に沿うように設けられている。なお、本開示においては、第２支持基板２の上面にも同様のフィン７２が設けられている。
　そして、図３に示すように、熱電モジュール１０は、流路６の幅方向（図３における左右方向）で見たときに、フィン７１、７２の板状部７３の間隔がフィン７１、７２の端部よりも中央部において広くなるように配列されている。言い換えると、板状部７３の配列された方向で見たときに、板状部７３同士の間隔が端部よりも中央部において広い。なお、ここでいう端部および中央部とは、例えば、板状部７３の配列された方向においてフィン７１を幅の等しい３つの領域に分けたときに、中央の領域を中央部として見なすことができ、残りの２つの領域を端部として見なすことができる。なお、ここでいう板状部７３同士の間隔とは、端部または中央部における板状部７３同士の間隔の平均を意味している。また、隣り合う板状部７３同士の間に中央部と端部との境目がある場合には、この板状部７３同士の間隔は無視して、中央部と端部それぞれにおける板状部７３同士の間隔の平均を求める。
　一般的に、熱電モジュールは、複数の熱電素子が配列された領域において、中央側と端部側とで温度差が生じる可能性がある。例えば、熱電モジュールを温度調節に用いる場合には、中央側においては熱電素子から発せられた熱（熱気または冷気）が籠りがちになるのに対して、端部側においては熱電素子から発せられた熱の一部が外部に逃げてしまうためである。そこで、本開示の熱電モジュール１０においては、フィン７１、７２の板状部７３の間隔を端部よりも中央部を広くすることによって、中央部において流体を流れやすくしている。これにより、中央部おけるフィン７１、７２と流体との熱伝達を向上させることができる。これにより、中央側に熱が籠ることを低減できるので、熱電モジュール１０に生じる熱応力を低減できる。その結果、熱電モジュール１０の長期信頼性を向上できる。
　さらに、図３に示すように、板状部７３同士の間隔が配列方向における端部から中央部に向かうにつれて広くなっていることが好ましい。これにより、熱が籠もりがちになる中央部に向かうにつれて流体の流れやすさを向上できる。すなわち、熱が籠りがちになる中央部に向かうにつれて流体とフィン７１、７２との熱伝達を向上できるので、熱電モジュール１０に生じる熱応力を低減できる。特に、板状部７３の間隔を急激に変化させた場合と比較して、板状部７３の間隔を段階的に変化させることによって、熱電モジュール１０の特定の部位に熱応力が生じるおそれを低減できるので、熱電モジュール１０の長期信頼性をさらに向上できる。
　さらに、図４に示すように、フィン７１が配列方向において第１支持基板１の外側にまで設けられており、フィン７１の板状部７３が、配列方向において第１支持基板１の外側にまで配列されていることが好ましい。これにより、第１支持基板１が通風管５と接触することを防ぐことができるので、熱電モジュール１０の駆動中の変形に伴う第１支持基板１おけるクラックの発生を低減することができる。
　さらには、第１支持基板１および第２支持基板２は、フィン７１、７２とはんだで接合されていることが好ましい。はんだを用いることで、熱電モジュール１０から発せられた熱を効率よくフィン７１、７２に取出すことができる。また、はんだは変形が生じやすい部材であることから、熱応力を低減できるという点で好ましい。
　また、図３に示す熱電モジュール１０においては、フィン７１、７２が板状部７３同士を繋ぐ部分（接続部７４）を有しており、複数の板状部７３が一体的に形成されている。これにより、フィン７１、７２によって形成される流路６の表面積を増やすことができる。また、板状部７３同士の均熱性を向上させることもできる。
　また、フィン７１、７２の端に位置する板状部７３は外周側の部分が中央側に向けて傾くように立ててあってもよい。これにより、フィン７１、７２が熱膨張したときに、フィン７１、７２の外側の端部が中央側に熱膨張するようになる。そのため、通風管５等に代表される熱電モジュール１０の外部の物体に突き当てられることによって熱応力が生じることを、低減できる。
　また、図５に示すように、第１支持基板１の第１面１１に垂直な方向から見たときに、フィン７１の板状部７３が波打った形状であってもよい。言い換えると、板状部７３を側面視したときに、板状部７３が波打った形状であってもよい。これにより、フィン７１と流体との接触面積を増やすことができるので、フィン７１と流体との熱伝達を向上させることができる。同様に、第２支持基板２の第４面２４に垂直な方向から見たときに、フィン７２の板状部７３が波打った形状であってもよい。言い換えると、板状部７３を側面視したときに、板状部７３が波打った形状であってもよい。これにより、フィン７２と流体との熱伝達を向上させることができる。
　また、図６に示すように、板状部７３が、板状部７３の配列された方向に垂直な方向に対して、傾斜していてもよい。これにより、板状部７３の流路６に面する面積を大きくできる。これにより、フィン７１と流体との熱伝達を向上できる。さらに、板状部７３の配列された方向で見たときに、隣り合う接続部７４同士の間隔よりも接続部７４の幅が大きくてもよい。これにより、接続部７４を流路６内に密度高く配置することができるので、フィン７１と流体との熱伝達を向上できる。
　また、図７に示すように、第１支持基板１の第１面１１に垂直であって、かつ、板状部７３の配列方向を含む断面で見たときに、板状部７３の形状がＳ字形状を有していてもよい。これにより、板状部７３の表面積を大きくすることができる。また、板状部７３に熱応力が生じたときに板状部７３を適度に撓ませることで、熱応力を吸収できる。これにより、フィン７１と流体との熱伝達を向上しつつ、熱電モジュール１０の長期信頼性を向上できる。
　なお、ここでいうＳ字形状を有しているとは、図７に示すように板状部７３の全体がＳ字である必要はない。例えば、図８に示すように、板状部７３が部分的にＳ字形状を有していてもよい。ここでいう、Ｓ字形状とは、例えば、Ｓ字のように、一方向に湾曲した部分と、逆方向に湾曲した部分とが連続して繋がった形状を意味している。これにより、直線状である場合と比較して、板状部７３の表面積を大きくすることができる。
　また、図９に示すように、板状部７３と接続部７４との間がＲ形状であってもよい。言い換えると、板状部７３と接続部７４とが滑らかに連続していてもよい。これにより、フィン７１に熱応力が生じるおそれを低減できる。これにより、熱電モジュール１０の長期信頼性を向上できる。
　また、図１０に示すように、第１支持基板１の第１面１１に垂直であって、かつ、板状部７３が配列された方向に対して垂直な断面で見たときに、接続部７４が波打った形状を有していてもよい。これにより、接続部７４の表面積を大きくすることができるので、接続部７４と流体との熱伝達を向上できる。
　以下、実施例を挙げて熱電モジュールについてさらに詳細に説明する。
　まず、Ｂｉ、Ｓｂ、ＴｅおよびＳｅからなる熱電材料をブリッジマン法により溶融凝固させ、直径１．５ｍｍの断面形状が円形の棒状の材料を作製した。具体的には、ｎ型熱電材料はＢｉ２Ｔｅ３（テルル化ビスマス）とＢｉ２Ｓｅ３（セレン化ビスマス）との固溶体で作製し、ｐ型熱電材料はＢｉ２Ｔｅ３（テルル化ビスマス）とＳｂ２Ｔｅ３（テルル化アンチモン）との固溶体で作製した。ここで、表面を粗化させるため、棒状のｎ型熱電材料およびｐ型熱電材料の表面を硝酸でエッチング処理を行った。
　次に、棒状のｎ型熱電材料および棒状のｐ型熱電材料を高さ（厚さ）１．６ｍｍになるように、ワイヤーソーにて切断し、ｎ型熱電素子３２およびｐ型熱電素子３１を得た。得られたｎ型熱電素子３２およびｐ型熱電素子３１は、電解メッキで切断面にニッケル層を形成した。
　次に、アルミナフィラーを添加したエポキシ樹脂の両面に、厚み１０５μｍの銅板を圧接した両主面銅貼り基板について、一方の主面にエッチングを施し所望の配線パターン（第１電極４、第２電極）を形成した第１支持基板１および第２支持基板２（４０ｍｍ角）を準備した。そして、この第１電極４および第２電極上に、Ｓｎ９５％Ｓｂ５％から成る半田ペーストをスクリーン印刷した。
　さらに、この半田ペースト上に、ｎ型熱電素子３２およびｐ型熱電素子３１が電気的に直列になるようにマウンターを使用して各熱電素子を１２７個ずつ配設した。上記のように配列されたｎ型熱電素子３２とｐ型熱電素子３１を第１支持基板１と第２支持基板２で挟み込むようにし、上下面に圧力をかけながらリフロー炉で加熱し、第１電極４および第２電極と熱電素子３とを半田で接合した。
　次に、メタルマスクを用いてＳｎ４２％Ｂｉ５８％から成る半田ペーストを第１支持基板１および第２支持基板２の表面にスクリーン印刷し、フィン７１、７２を第１支持基板１および第２支持基板２に配置し、熱電素子３を接合させた場合と同様に、上下面に圧力をかけながらリフロー炉で加熱し、第１支持基板１にフィン７１を第２支持基板２にフィン７２をはんだ接合した。このとき表１に示すような、フィン７１の板状部７３の間隔が異なる、３種類のフィンを複数作製した。そして、それぞれのフィン７１について、第１支持基板１からの板状部７３のはみ出しの有、無が異なるサンプル（サンプルＮｏ．１～６）を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　板状部７３のはみ出し量の調整については、接合する治具の開口部の寸法を変更して作製した。なお、それぞれのサンプルのフィン７２の形状および第２支持基板２における取り付け位置は、フィン７１と同形状のものをフィン７１の第１支持基板１における取り付け位置に対応する位置に取り付けている。
　得られた熱電モジュール１０に電流を通電するためのリード線２本を半田こてで接合した。
　なお、表１中の「板状部間隔Ｎｏ．」は、図３に示すような配置状態で熱電モジュール１０を見たときに、最も左に位置する隣り合う２つのフィン７１の板状部７３の間を「板状部間隔Ｎｏ．１」とし、右に向かって順にＮｏ．１５まで番号を付したものである。
　得られた熱電モジュール１０を軸流ファンに接続された通風管５に収納する。その後、軸流ファンを１０ｍ３/Ｈｒの風量になるように電力を調整し、熱電モジュール１０に５０Ｗの電力を投入して、温度差を発生させ、通電方向を１分間置きに反転させる耐久試験を１００００サイクル実施し、耐久試験前後の抵抗値を４端子交流抵抗計で測定し、抵抗変化率を算出した。結果を表２の右側に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　フィン７１の板状部７３の間隔を、中央部が端部よりも広くなるように調整したサンプルＮｏ．２は、フィン７１の板状部７３の間隔が等間隔のフィン７１を用いたサンプルＮｏ．１より、耐久試験前後の熱電モジュール１０の抵抗変化率が小さい。また、フィン７１の板状部７３の間隔を端部から中央部に向かうにつれて広くしたサンプルＮｏ．３は、耐久試験前後の熱電モジュール１０の抵抗変化率が更に小さく、良好な結果となった。これは、フィン７１の板状部７３の間隔を中央部において広くしたことによって、中央部における熱伝達が良好になり、これにより、熱電モジュール１０の中央部において熱が籠ってしまうことを低減できたためと考えられる。
　また、第１支持基板１からの板状部７３のはみ出しが有るサンプルＮｏ．４～６は、板状部７３のはみ出しが無いサンプルＮｏ．１～３に比べ耐久試験前後の熱電モジュール１０の抵抗変化率が更に小さく、良好な耐久性が確認された。これは、板状部７３のはみ出しがあることによって、通風管５と第１支持基板１および第２支持基板２とが接触することを低減できるため、熱電モジュール１０の駆動中の変形に伴う、第１支持基板１および第２支持基板２におけるクラックの発生を低減できたためと考えられる。
１：第１支持基板
１１：第１面
１２：第２面
２：第２支持基板
２３：第３面
２４：第４面
３：熱電素子
３１：ｐ型熱電素子
３２：ｎ型熱電素子
４：第１電極
５：通風管
６：流路
７１，７２：フィン
７３：板状部
７４：接続部
１０：熱電モジュール

Claims (6)

  1. 　第１面および第２面を有する第１支持基板と、第３面を有し、前記第２面に前記第３面が対向するように設けられた第２支持基板と、前記第１支持基板および前記第２支持基板の間に複数配列された熱電素子と、前記第１支持基板の第１面に設けられたフィンとを備えており、
    該フィンは、互いに間隔を空けて前記第１支持基板に対して立てて配列された複数の板状部を有するとともに、前記板状部の配列された方向で見たときに、該板状部同士の間隔が前記フィンの端部よりも中央部において広い熱電モジュール。
  2. 　前記板状部同士の間隔が前記方向における端部から中央部に向かうにつれて広くなっている請求項１に記載の熱電モジュール。
  3. 　前記フィンが前記方向において前記第１支持基板の外側にまで設けられており、前記板状部が前記配列方向において前記第１支持基板の外側にまで配列されている請求項１または請求項２に記載の熱電モジュール。
  4. 　前記第１面に垂直な方向から見たときに、前記板状部が波打った形状である請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の熱電モジュール。
  5. 　前記板状部が前記板状部の配列された方向に垂直な方向に対して傾斜している請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の熱電モジュール。
  6. 　前記第１面に垂直であって、かつ、前記方向を含む断面で見たときに、前記板状部がＳ字形状を有している請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の熱電モジュール。
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