WO2018158979A1 - 熱電変換装置 - Google Patents

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WO2018158979A1
WO2018158979A1 PCT/JP2017/027676 JP2017027676W WO2018158979A1 WO 2018158979 A1 WO2018158979 A1 WO 2018158979A1 JP 2017027676 W JP2017027676 W JP 2017027676W WO 2018158979 A1 WO2018158979 A1 WO 2018158979A1
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WO
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thermoelectric conversion
substrate
heat transfer
heat
thermoelectric
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PCT/JP2017/027676
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English (en)
French (fr)
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柴田　誠
和也 前川
麻谷　崇史
Original Assignee
Tdk株式会社
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Publication date
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Priority to JP2019502440A priority patent/JPWO2018158979A1/ja
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    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H10N10/17—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 structure or configuration of the cell or thermocouple forming the device
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    • H10N10/80—Constructional details
    • H10N10/81—Structural details of the junction

Definitions

  • thermoelectric conversion device relates to a thermoelectric conversion device.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2017-040521 filed in Japan on March 3, 2017, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • thermoelectric conversion devices having high performance near room temperature have been mainstream so far, but in addition to the problems of their toxicity and material cost increase, As improvement is approaching its limit, it tends to deviate from mainstream research. Therefore, in recent years, instead of BiTe-based materials, the focus of research has shifted to reducing the thermal conductivity by quantum structures using multilayer films or nanocomposite blended films, thereby improving the thermoelectric efficiency. Yes.
  • Conversion device is known. Convex portions are respectively provided on one surface of the first heat transfer member and the second heat transfer member. The convex part of the 1st heat-transfer member is contacting the high temperature side electrode formed in the one end part of the thermoelectric conversion film. The convex portion of the second heat transfer member is in contact with a portion of the second surface of the substrate facing the low-temperature side electrode formed at the other end of the thermoelectric conversion film in the thickness direction of the substrate. ing.
  • thermoelectric conversion module when the heat from the first heat transfer member is transferred to the thermoelectric conversion film via the convex portion, the heat is also transferred to the substrate through the thermoelectric conversion film. At this time, since the thickness of the substrate is uniform over the entire surface, the heat transmitted to the substrate is easily moved so as to spread uniformly in the in-plane direction of the substrate. Therefore, heat conduction is promoted from the hot junction side of the thermoelectric conversion film to the cold junction side through the substrate, and the temperature of the cold junction side of the thermoelectric conversion film is easily raised. Therefore, there has been a problem that the temperature difference between the hot junction side and the cold junction side of the thermoelectric conversion film becomes small, and the amount of power generation becomes small.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a thermoelectric converter capable of obtaining a large amount of power generation.
  • thermoelectric conversion device includes a substrate having a first surface and a second surface facing each other in the thickness direction, and a thermoelectric converter disposed on the first surface side of the substrate. And a plurality of heat transfer portions formed at intervals in a first direction along the in-plane direction of the substrate and performing heat transfer with the thermoelectric converter, and adjacent to each other in the first direction. Between the heat transfer parts, a low heat conduction part having a lower thermal conductivity than the heat conductivity of the heat transfer part is provided, and of the substrate, facing the thermoelectric converter in the thickness direction. The thickness of at least a part of the facing part is thinner than the thickness of at least another part of the substrate.
  • the low heat conduction portion having a lower thermal conductivity than the heat conductivity of the heat transfer portion is provided between the heat transfer portions adjacent in the first direction.
  • the heat transfer between the thermoelectric converters through the part can be preferentially performed over the heat transfer through the low heat conduction part.
  • the end close to the heat transfer section of the thermoelectric converter can be used as the end on the hot junction side, and the in-plane direction of the substrate
  • an end portion farther from the end portion on the warm junction side when viewed from the heat transfer portion can be set as the end portion on the cold junction side. Therefore, in the thermoelectric converter, a temperature difference can be generated between the hot junction side and the cold junction side, and an electromotive force based on the Seebeck effect can be generated to obtain a power generation amount.
  • the heat transferred from the heat transfer section to the thermoelectric converter not only conducts the inside of the thermoelectric converter from the hot junction side toward the cold junction side, but mainly the hot junction side of the thermoelectric converter. Is transmitted to the substrate, and is radiated or cooled through the substrate.
  • the thickness of the substrate is not uniform over the entire surface as in the prior art, but the thickness of at least a part of the facing portion of the substrate facing the thermoelectric converter in the thickness direction is not smaller.
  • the substrate is formed thinner than the thickness of at least another part of the substrate. Therefore, it is possible to suppress the heat transferred to the substrate from moving from the hot junction side to the cold junction side inside the substrate.
  • the conduction of heat from the hot junction side toward the cold junction side can be suppressed inside the substrate by utilizing the thickness change of the substrate.
  • the temperature difference generated between the hot junction side and the cold junction side in the thermoelectric converter is reduced by the influence of heat conduction through the substrate, and to obtain a large amount of power generation. it can.
  • thermoelectric converter even when heat is transferred from the substrate side to the thermoelectric converter, as in the case described above, the change in the thickness of the substrate is used to move from the hot junction side to the cold junction side inside the substrate. Heat conduction can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the temperature difference generated between the hot junction side and the cold junction side in the thermoelectric converter from being reduced by the influence of heat conduction through the substrate, and a large amount of power generation can be obtained. .
  • thermoelectric converter and the heat transfer portion are closer to the substrate than the first heat transfer member. It may be arranged.
  • the first heat transfer member can function as a heat receiving member, and the heat received by the first heat transfer member can be preferentially transferred to the thermoelectric converter through the heat transfer section. Therefore, in the thermoelectric converter, the temperature difference between the hot junction side and the cold junction side can be effectively increased. For example, when heat is transferred from the substrate side to the thermoelectric converter, the heat dissipation or cooling effect by the first heat transfer member can be used. Similarly, in the thermoelectric converter, the hot junction side and the cold junction side The temperature difference between and can be effectively increased. Therefore, by providing the first heat transfer member, the temperature difference between the hot junction side and the cold junction side in the thermoelectric converter can be effectively increased, and a large amount of power generation can be obtained.
  • the low thermal conductivity portion may be a gap.
  • the low heat conduction part is a gap, that is, a gap filled with air
  • the low heat conduction part can be simply configured.
  • the thermal conductivity of the low thermal conductivity portion can be made significantly lower than that of the heat transfer portion, heat can be more selectively transferred between the heat transfer portion and the thermoelectric converter, resulting in large power generation. Easy to get quantity.
  • the thickness of the first portion located in the middle of the heat transfer portions adjacent to each other in the first direction in the first direction is thicker than the thickness of at least a part of the facing portion. May be.
  • the thickness of the first portion is greater than the thickness of at least a part of the opposing portion (that is, the thickness of the opposing portion that is thinner than the thickness of at least another portion of the substrate).
  • the end of the thermoelectric converter on the cold junction side can be efficiently cooled by the heat dissipation or cooling effect in the first portion of the substrate. Therefore, in the thermoelectric converter, the temperature difference between the hot junction side and the cold junction side can be further increased, and a larger amount of power generation can be obtained. Therefore, it is particularly effective when heat is transferred to the thermoelectric converter through the heat transfer section.
  • the thickness of at least part of the second part facing the heat transfer part in the thickness direction may be larger than the thickness of at least part of the facing part.
  • the thickness of at least a part of the second part is the thickness of at least a part of the opposing part (that is, the thickness of the opposing part that is thinner than the thickness of at least another part of the substrate).
  • the heat transferred from the hot junction side of the thermoelectric converter to the substrate is moved in the in-plane direction of the substrate. Heat can be radiated or cooled through the two parts. As a result, heat conduction from the hot junction side toward the cold junction side can be further suppressed in the substrate. Therefore, in the thermoelectric converter, the temperature difference between the hot junction side and the cold junction side can be further increased, and a larger power generation amount can be obtained.
  • the heat transferred to the substrate is radiated or cooled through the second portion and the heat transfer portion of the substrate rather than moving in the in-plane direction of the substrate. can do. Accordingly, heat conduction from the hot junction side toward the cold junction side can be suppressed inside the substrate, and the temperature generated between the hot junction side and the cold junction side in the thermoelectric converter as in the above case. The difference can be increased.
  • the thickness of the first portion located in the middle of the heat transfer portions adjacent in the first direction in the first direction is thicker than the thickness of at least a part of the facing portion.
  • the thickness of at least a part of the second part facing the heat transfer part in the thickness direction may be larger than the thickness of at least a part of the facing part.
  • the thickness of the first part and the thickness of at least a part of the second part are equal to the thickness of at least a part of the opposing part (that is, the thickness of at least another part of the substrate in the opposing part). Thicker than the thickness of the thin part. Therefore, for example, when heat is transferred to the thermoelectric converter through the heat transfer section, the heat transferred from the hot junction side of the thermoelectric converter to the substrate is moved in the in-plane direction of the substrate through the second portion of the substrate. Heat dissipation or cooling can be performed. At the same time, the end of the thermoelectric converter on the cold junction side can be efficiently cooled by the heat dissipation or cooling effect in the first portion of the substrate.
  • thermoelectric converter since both the heat dissipation or cooling effect using the second portion of the substrate and the heat dissipation or cooling effect using the first portion of the substrate can be used, it is difficult to be influenced by the amount of heat transferred to the thermoelectric converter through the heat transfer section.
  • the thermoelectric converter the temperature difference between the hot junction side and the cold junction side can be stably increased. Therefore, a large amount of power generation can be obtained more stably. Therefore, it is particularly effective when heat is transferred to the thermoelectric converter through the heat transfer section.
  • the width along the first direction of the part thicker than the thickness of at least part of the opposing part is the thickness of at least part of the opposing part of the first part. It may be wider than the width along the first direction of the thicker portion.
  • the heat dissipation or cooling effect using the second portion of the substrate is more effective than the heat dissipation or cooling effect using the first portion of the substrate.
  • the width along the first direction of the part thicker than the thickness of at least part of the opposing part is the thickness of at least part of the opposing part of the second part. It may be wider than the width along the first direction of the thicker portion.
  • the heat dissipation or cooling effect using the first portion of the substrate is more effective than the heat dissipation or cooling effect using the second portion of the substrate.
  • the substrate includes a second heat transfer member disposed on the second surface side of the substrate, and the second heat transfer member includes the second heat transfer member of the substrate.
  • the heat transfer may be performed between the first portion and the first portion rather than the first portion.
  • thermoelectric converter when heat is transmitted to the thermoelectric converter through the heat transfer section, the heat dissipation or cooling effect of the second heat transfer member is used to make the cold junction side of the thermoelectric converter through the first portion of the substrate. It is easy to cool more effectively. Therefore, in the thermoelectric converter, the temperature difference between the hot junction side and the cold junction side can be effectively increased, and a large amount of power generation can be obtained.
  • the substrate and the thermoelectric conversion body include thermoelectric conversion modules that are stacked in multiple stages in the thickness direction, and are directed from the second surface to the first surface.
  • the heat transfer section performs heat transfer with the thermoelectric converter located at the uppermost stage in the thickness direction among the thermoelectric converters stacked in multiple stages, and in multiple stages.
  • the thermoelectric converters located in a stage other than the uppermost stage in the thickness direction are thermally joined to the second portion of the substrate located in the upper stage, and the upper stage You may transfer heat between the said 2nd part of the said board
  • the substrate and the thermoelectric converter are provided with a multi-stage thermoelectric conversion module, for example, when heat is transmitted to the thermoelectric converter located at the uppermost stage through the heat transfer section, the substrate located at the uppermost stage. Since the heat radiated through the second part of the thermoelectric converter can be transferred to the end of the thermoelectric converter located on the lower stage side of the substrate, the power generation amount can be further obtained using the thermoelectric converter. Can do. Thus, since the board
  • thermoelectric conversion device (11)
  • the second substrate disposed on the second surface side of the substrate located at the lowest level in the thickness direction among the substrates stacked in multiple stages.
  • the heat transfer member is provided, and the second heat transfer member is thermally bonded to the second portion of the substrate located at the lowest level among the substrates stacked in multiple stages, and the substrate located at the lowest level Heat transfer may be performed between the second portion of the substrate located at the lowermost stage than the opposed portion.
  • the second heat transfer member can be used as a heat receiving member, and it is possible to cope with the case where heat is transferred from the second heat transfer member side. That is, the heat received by the second heat transfer member can be transferred to the end of the thermoelectric converter located at the lowermost stage through the second portion of the substrate located at the lowermost stage, and at the lowermost stage.
  • the heat radiated through the second part of the substrate located at the second stage through the second part of the second stage substrate located at the upper stage side of the substrate, the end of the thermoelectric conversion body located at the second stage on the hot junction side Can tell.
  • the radiated heat can be used effectively, and the amount of power generation can be obtained in the thermoelectric converters of each stage.
  • thermoelectric converter located at the uppermost stage through the heat transfer section when heat is transferred to the thermoelectric converter located at the uppermost stage through the heat transfer section, and heat is transferred to the thermoelectric converter located at the lowermost stage through the second heat transfer member, that is, from both the thickness direction. It is possible to suitably cope with the case where heat is transmitted.
  • the substrate and the thermoelectric conversion body include thermoelectric conversion modules stacked in multiple stages in the thickness direction, and are directed from the second surface toward the first surface.
  • the heat transfer section performs heat transfer with the thermoelectric converter located at the uppermost stage in the thickness direction among the thermoelectric converters stacked in multiple stages, and in multiple stages.
  • the thermoelectric converters located in a stage other than the uppermost stage in the thickness direction are thermally bonded to the first portion of the substrate located in the upper stage, and the upper stage Heat transfer may be performed between the first portion of the substrate positioned above the opposed portion of the substrate positioned.
  • the substrate and the thermoelectric conversion body are provided with multi-stage thermoelectric conversion modules, the power generation amount can be obtained in each stage of the thermoelectric conversion body. Therefore, a large amount of power generation can be obtained efficiently.
  • the end portion on the cold junction side of the thermoelectric converter of each stage is efficiently cooled through the first portion of the substrate of each stage. Therefore, the temperature difference between the hot junction side and the cold junction side can be effectively increased in each stage of the thermoelectric converter. Therefore, this also makes it easy to obtain a large amount of power generation.
  • the substrate and the thermoelectric converter include thermoelectric conversion modules that are stacked in multiple stages in the thickness direction, and the second When the direction from the surface toward the first surface is the upward direction, the heat transfer section is the thermoelectric converter that is located in the uppermost stage in the thickness direction among the thermoelectric converters stacked in multiple stages.
  • the thermoelectric converters stacked in multiple stages the thermoelectric converters located in a stage other than the uppermost stage in the thickness direction are the first part of the substrate located in the upper stage, and Heat transfer is performed between the first portion and the second portion of the substrate located on the upper portion of the substrate that is thermally bonded to the second portion and located on the upper portion of the substrate. May be.
  • the substrate and the thermoelectric converter are provided with a multi-stage thermoelectric conversion module, for example, when heat is transmitted to the thermoelectric converter located at the uppermost stage through the heat transfer section, the substrate located at the uppermost stage. Since the heat radiated through the second part of the thermoelectric converter can be transferred to the end of the thermoelectric converter located on the lower stage side of the substrate, the power generation amount can be further obtained using the thermoelectric converter. Can do. Thus, since the board
  • thermoelectric conversion body of each stage can be efficiently cooled through the first portion of the substrate of each stage, the hot junction side and the cold junction side in the thermoelectric conversion body of each stage The temperature difference between can be effectively increased. Therefore, this also makes it easy to obtain a large amount of power generation.
  • thermoelectric conversion device (13)
  • the substrate is disposed on the second surface side of the substrate positioned at the lowest stage in the thickness direction.
  • the second heat transfer member is thermally bonded to the first portion of the substrate located at the lowermost step among the multiple stacked substrates, and is formed at the lowermost step. You may transfer heat between the said 1st part of the said board
  • thermoelectric converter located at the uppermost stage through the heat transfer section when heat is transferred to the thermoelectric converter located at the uppermost stage through the heat transfer section, the cooling effect by the second heat transfer member is used to pass through the first portion of the substrate located at the lowermost stage.
  • the end of the thermoelectric converter on the cold junction side can be effectively cooled. Therefore, as a result, the end of the cold junction side of the thermoelectric converter in each stage can be effectively cooled through the first portion of the substrate in each stage, and the hot junction side and the cold junction side in the thermoelectric converter in each stage The temperature difference between can be effectively increased.
  • thermoelectric conversion efficiency a large amount of power generation can be obtained by utilizing the change in the thickness of the substrate, and a high-quality and high-performance thermoelectric conversion device excellent in thermoelectric conversion efficiency can be obtained.
  • thermoelectric conversion apparatus It is a disassembled perspective view which shows 1st Embodiment of the thermoelectric conversion apparatus which concerns on this invention. It is the top view which looked at the board
  • thermoelectric conversion apparatus It is a longitudinal cross-sectional view (longitudinal cross-sectional view corresponding to the viewpoint of FIG. 3) which shows 3rd Embodiment of the thermoelectric conversion apparatus which concerns on this invention. It is a figure which shows the modification of 3rd Embodiment, Comprising: It is a longitudinal cross-sectional view (vertical cross-sectional view corresponding to the viewpoint of FIG. 3) of a thermoelectric conversion apparatus. It is a figure which shows another modification of 3rd Embodiment, Comprising: It is a longitudinal cross-sectional view (vertical cross-sectional view corresponding to the viewpoint of FIG. 3) of a thermoelectric conversion apparatus.
  • thermoelectric conversion apparatus which concerns on this invention. It is a longitudinal cross-sectional view (vertical cross-sectional view corresponding to the viewpoint of FIG. 3) which shows 4th Embodiment of the thermoelectric conversion apparatus which concerns on this invention. It is a longitudinal cross-sectional view (longitudinal cross-sectional view corresponding to the viewpoint of FIG. 3) which shows 5th Embodiment of the thermoelectric conversion apparatus which concerns on this invention. It is a longitudinal cross-sectional view (vertical cross-sectional view corresponding to the viewpoint of FIG. 3) which shows 6th Embodiment of the thermoelectric conversion apparatus which concerns on this invention.
  • thermoelectric conversion apparatus It is a figure which shows the modification of 6th Embodiment, Comprising: It is a longitudinal cross-sectional view (vertical cross-sectional view corresponding to the viewpoint of FIG. 3) of a thermoelectric conversion apparatus. It is a figure which shows another modification of 1st Embodiment, Comprising: It is a longitudinal cross-sectional view (vertical cross-sectional view corresponding to the viewpoint of FIG. 3) of a thermoelectric conversion apparatus. It is a figure which shows another modification of 1st Embodiment, Comprising: It is a longitudinal cross-sectional view (vertical cross-sectional view corresponding to the viewpoint of FIG. 3) of a thermoelectric conversion apparatus.
  • thermoelectric conversion apparatus It is a figure which shows another modification of 1st Embodiment, Comprising: It is a longitudinal cross-sectional view (vertical cross-sectional view corresponding to the viewpoint of FIG. 3) of a thermoelectric conversion apparatus. It is the top view which looked at the board
  • thermoelectric conversion apparatus Comprising: It is a longitudinal cross-sectional view (vertical cross-sectional view corresponding to the viewpoint of FIG. 3) of a thermoelectric conversion apparatus. It is a figure which shows the modification of 5th Embodiment, Comprising: It is a longitudinal cross-sectional view (vertical cross-sectional view corresponding to the viewpoint of FIG. 3) of a thermoelectric conversion apparatus.
  • thermoelectric conversion device 1 of the present embodiment includes a first main surface (first surface according to the present invention) 2a and a second main surface (the present invention) that are opposed to each other in the thickness direction.
  • Substrate 2 having a second surface 2b, a first heat transfer plate (first heat transfer member according to the present invention) 3 disposed on the first main surface 2a side of substrate 2, and substrate 2
  • a thermoelectric conversion film (thermoelectric converter according to the present invention) 4 disposed between the first heat transfer plate 3 and the first heat transfer plate 3. That is, the thermoelectric conversion film 4 is disposed closer to the substrate 2 than the first heat transfer plate 3.
  • the first heat transfer plate 3 side along the thickness direction of the substrate 2 is referred to as the upper side, and the opposite direction is referred to as the lower side. That is, the direction from the second main surface 2b of the substrate 2 toward the first main surface 2a is referred to as the upper side, and the opposite direction is referred to as the lower side.
  • One direction among the directions along the plane of the substrate 2 is referred to as a first direction L1, and a direction orthogonal to the first direction L1 is referred to as a second direction L2.
  • a case where heat is transferred from the first heat transfer plate 3 side to the thermoelectric conversion film 4 side will be described as an example. However, the present invention is not limited to this case, and heat may be transmitted from the substrate 2 side to the thermoelectric conversion film 4 side.
  • the substrate 2 is formed in a rectangular shape in plan view that is longer in the first direction L1 than in the second direction L2.
  • substrate 2 is not limited to this case, For example, you may form in planar view square shape.
  • a high resistance silicon (Si) substrate having a sheet resistance of 10 ⁇ or more can be cited.
  • the resistance value is not limited to 10 ⁇ or more, it is preferable to use a high-resistance substrate having a sheet resistance of 10 ⁇ or more from the viewpoint of preventing an electrical short circuit between the thermoelectric conversion films 4.
  • the substrate 2 is not limited to a high-resistance silicon substrate, and may be, for example, a high-resistance SOI substrate having an oxide insulating layer inside the substrate, another high-resistance single crystal substrate, or a ceramic substrate.
  • a low resistance substrate having a sheet resistance of 10 ⁇ or less can be used as the substrate 2.
  • a high resistance material may be provided between the surface of the low resistance substrate and the thermoelectric conversion film 4.
  • the substrate 2 is not formed to have a uniform thickness over the entire surface, but is formed so that the thickness is selectively reduced by the recess 6 formed in the substrate 2. This will be described in detail later. However, even if the thickness is partially reduced, the entire substrate 2 has a predetermined rigidity.
  • thermoelectric conversion film 4 is formed on the first main surface 2 a of the substrate 2 and includes a plurality of first thermoelectric conversion films 10 and a plurality of second thermoelectric conversion films 11.
  • the first thermoelectric conversion films 10 and the second thermoelectric conversion films 11 are arranged so as to be alternately arranged with a certain gap along the first direction L1.
  • the same number of first thermoelectric conversion films 10 and second thermoelectric conversion films 11 are formed, and specifically, four of them are formed.
  • the number of the 1st thermoelectric conversion films 10 and the 2nd thermoelectric conversion films 11 is not limited to four, For example, it changes suitably according to the whole size of the thermoelectric conversion apparatus 1, a use, a use environment, etc. I do not care.
  • thermoelectric conversion films 10 and the second thermoelectric conversion films 11 are alternately arranged along the first direction L1 as described above, one of the first thermoelectric conversion films 10 is one along the first direction L1.
  • One of the second thermoelectric conversion films 11 is located on the outermost side on the other direction side along the first direction L1.
  • the one direction side where one of the first thermoelectric conversion films 10 is located on the outermost side is referred to as the front, and the other direction side where one of the second thermoelectric conversion films 11 is located on the outermost side is referred to as the rear.
  • the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 are each formed in a rectangular shape in plan view that is longer in the second direction L2 than in the first direction L1, and are formed in the same shape and size.
  • the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 are formed on the first main surface 2a of the substrate 2 by using, for example, a sputtering apparatus, and then selectively patterned by etching. It is formed so as to be alternately arranged along the first direction L1 with a certain interval.
  • the formation method of the 1st thermoelectric conversion film 10 and the 2nd thermoelectric conversion film 11 is not limited to this case, You may form by the other method.
  • the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 are semiconductor multilayer films.
  • the first thermoelectric conversion film 10 includes n-type silicon (Si) and n-type silicon germanium doped with antimony (Sb) at a high concentration (for example, 10 18 to 10 19 cm ⁇ 3 ). It is formed of a multilayer film with an alloy (SiGe) and functions as an n-type semiconductor.
  • the second thermoelectric conversion film 11 includes p-type silicon (Si) and p-type silicon-germanium alloy (SiGe) doped with boron (B) at a high concentration (for example, 10 18 to 10 19 cm ⁇ 3 ). And functions as a p-type semiconductor.
  • thermoelectric conversion film 10 which is an n-type semiconductor
  • a current flows from the cold junction side toward the warm junction side (that is, from the second electrode 14 side described later toward the first electrode 13 side)
  • thermoelectric conversion film 11 which is a type semiconductor
  • a current flows from the hot junction side toward the cold junction side (that is, from the first electrode 13 side to the second electrode 14 side described later).
  • thermoelectric conversion films 10 may be n-type semiconductor multilayer films having the same configuration, or may be n-type semiconductor multilayer films having different configurations.
  • the plurality of second thermoelectric conversion films 11 may be p-type semiconductor multilayer films having the same configuration, or may be p-type semiconductor multilayer films having different configurations.
  • the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 are not limited to semiconductor multilayer films, and may be p-type or n-type semiconductor single-layer films. Alternatively, an oxide semiconductor can be used as the semiconductor.
  • the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 may be formed of other thermoelectric conversion films such as an organic polymer film and a metal film.
  • Electrode On the first main surface 2 a of the substrate 2, a plurality of electrodes 12 that electrically connect the adjacent first thermoelectric conversion films 10 and second thermoelectric conversion films 11 are formed.
  • the electrode 12 is disposed not only between the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 but also further on the front side of the first thermoelectric conversion film 10 positioned closest to the front. It arrange
  • the electrode 12 is formed in a vertically long shape in the second direction L2 in plan view, and the length along the second direction L2 is the same length as the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11. Is formed. However, the length of the electrode 12 along the second direction L2 may be longer or shorter than the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11.
  • the electrode 12 is formed to have a thickness greater than that of the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11, and protrudes upward from the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11. Yes.
  • the present invention is not limited to this case. For example, even if the thickness of the electrode 12 is equal to the thickness of the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11, the first thermoelectric conversion film 10 and the first thermoelectric conversion film 10 The film thickness of the two thermoelectric conversion film 11 may be thinner.
  • the electrode 12 adjacent to the first thermoelectric conversion film 10 and positioned behind the first thermoelectric conversion film 10 functions as the first electrode 13.
  • the remaining electrode 12 that is, the electrode 12 adjacent to the first thermoelectric conversion film 10 and positioned in front of the first thermoelectric conversion film 10 functions as the second electrode 14. Note that the electrode 12 located at the rearmost side also functions as the second electrode 14.
  • thermoelectric conversion film 10 is contacting the 1st electrode 13 over the full length of the 2nd direction L2.
  • the front end portion 10b of each first thermoelectric conversion film 10 is in contact with the second electrode 14 over the entire length in the second direction L2.
  • the front end portion 11b of each second thermoelectric conversion film 11 is in contact with the first electrode 13 over the entire length in the second direction L2.
  • the rear end portion 11a of each second thermoelectric conversion film 11 is in contact with the second electrode 14 over the entire length in the second direction L2. Therefore, the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 are electrically connected in series via the first electrode 13 and the second electrode 14.
  • the first electrode 13 is thermally connected to the first heat transfer plate 3 via a convex portion 21 described later, and heat from the first heat transfer plate 3 is transferred to the first thermoelectric plate. It has a function of transmitting to the rear end portion 10 a of the conversion film 10 and the front end portion 11 b of the second thermoelectric conversion film 11. Therefore, the first electrode 13 functions as a hot junction.
  • the 2nd electrode 14 is located in the middle of the 1st electrode 13 adjacent to the 1st direction L1, and functions as a cold junction.
  • the rear end portion 10a of the first thermoelectric conversion film 10 and the front end portion 11b of the second thermoelectric conversion film 11 function as end portions on the warm junction side arranged at positions close to the convex portion 21.
  • the front end portion 10b of the first thermoelectric conversion film 10 and the rear end portion 11a of the second thermoelectric conversion film 11 are in the in-plane direction of the substrate 2 and are end portions on the warm junction side as viewed from the convex portion 21. It arrange
  • the material of the electrode 12 for example, a material that has high conductivity and thermal conductivity and that can be easily processed by patterning is preferable, and a metal material such as copper (Cu) or gold (Au) is particularly preferable.
  • the material of the electrode 12 is not limited to a metal material, and may be formed of a material having conductivity and higher thermal conductivity than air.
  • a first terminal 15 and a second terminal 16 are further formed on the first main surface 2 a of the substrate 2.
  • the first terminal 15 is formed so as to be positioned further forward of the second electrode 14 positioned closest to the front, and is in contact with and electrically connected to the second electrode 14.
  • the second terminal 16 is formed so as to be positioned further rearward of the second electrode 14 positioned closest to the rear, and is in contact with and electrically connected to the second electrode 14.
  • the first terminal 15 is an electrical element of a thermoelectric conversion circuit including the first thermoelectric conversion film 10, the second thermoelectric conversion film 11, the first electrode 13, the second electrode 14, the first terminal 15, and the second terminal 16. It becomes the beginning.
  • the second terminal 16 is the end of the thermoelectric conversion circuit.
  • the first terminal 15 and the second terminal 16 are electrically connected to an external circuit (not shown). Thereby, the electromotive force can be taken out from the thermoelectric conversion device 1 through the first terminal 15 and the second terminal 16.
  • the material which has high electroconductivity and is easy to perform the shape process by patterning for example is preferable, and metal materials, such as copper (Cu) or gold (Au), are especially preferable.
  • the material of the first terminal 15 and the second terminal 16 is not limited to a metal material, and may be formed of a conductive material.
  • the first heat transfer plate 3 is a flat member, functions as a heat receiving member in the thermoelectric conversion device 1, and is disposed above the substrate 2 with the thermoelectric conversion film 4 interposed therebetween.
  • the first heat transfer plate 3 is formed in a rectangular shape in plan view that is longer in the first direction L1 than in the second direction L2, corresponding to the shape of the substrate 2, and is formed in the same size as the outer shape of the substrate 2. ing.
  • the upper surface of the first heat transfer plate 3 is a flat heat receiving surface 20 over the entire surface.
  • the outer size of the first heat transfer plate 3 is not limited to this case.
  • the first heat transfer plate 3 may be formed in a flat plate shape having an outer size larger than that of the substrate 2 to increase the area of the heat receiving surface 20. .
  • the portion located closer to the substrate 2 than the first heat transfer plate 3 is a convex portion that performs heat transfer between the first heat transfer plate 3 and the thermoelectric conversion film 4 (heat transfer according to the present invention).
  • Part 21 is provided.
  • the convex part 21 conducts heat from the first heat transfer plate 3 side toward the thermoelectric conversion film 4 side.
  • the convex portion 21 is formed integrally with the first heat transfer plate 3 and is formed so as to protrude downward from the lower surface of the first heat transfer plate 3 with a certain interval in the first direction L1.
  • a plurality are formed. Specifically, four convex portions 21 are formed at intervals in the first direction L1 corresponding to the number of the first electrodes 13, and from above the first electrodes 13 functioning as hot junctions. It arrange
  • the convex portion 21 is formed in a vertically long shape in the second direction L2 in a plan view corresponding to the shape of the first electrode 13. Specifically, the convex portion 21 is formed to be vertically long over the entire length of the first heat transfer plate 3 along the second direction L ⁇ b> 2, and is formed to be longer in the second direction L ⁇ b> 2 than the first electrode 13. However, the length of the convex portion 21 along the second direction L ⁇ b> 2 may be equal to the length of the first electrode 13 or shorter than the first electrode 13.
  • the lower end surface of the convex portion 21 is formed flat.
  • the width of the convex portion 21 along the first direction L1 is equal to the width of the first electrode 13 along the first direction L1.
  • the width of the convex portion 21 along the first direction L1 may be wider or narrower than the width of the first electrode 13 along the first direction L1.
  • the convex portion 21 configured as described above is thermally bonded to the first electrode 13 in an electrically insulated state via an insulating member (not shown).
  • an insulating member (not shown).
  • the above-described thermal joining can be performed stably and the first heat transfer plates 3 can be stably combined.
  • the insulating member is made of a material having a thermal conductivity higher than that of air.
  • a UV curable resin, a silicone resin, a thermal grease (for example, a silicone grease or a metal oxide) is used.
  • non-silicone greases non-silicone greases
  • a gap portion (low heat conduction portion according to the present invention) 22 is provided between the convex portions 21 adjacent in the first direction L1. It has been.
  • a space between the convex portions 21 adjacent in the first direction L ⁇ b> 1 is a low heat conduction portion (gap portion 22).
  • the gap portion 22 is a space formed between the lower surface of the first heat transfer plate 3 excluding the formation portion of the convex portion 21, the thermoelectric conversion film 4 and the second electrode 14, that is, an air layer, The thermal conductivity is lower than the thermal conductivity of the convex portion 21.
  • the 1st heat exchanger plate 3 is formed with the material whose heat conductivity is higher than the heat conductivity of air. Therefore, the heat received by the first heat transfer plate 3 through the heat receiving surface 20 is preferentially transmitted to the first electrode 13 through the convex portion 21, and the first thermoelectric conversion film 10 and the first heat transfer film 10 are transmitted through the first electrode 13. 2 It is possible to transmit to the thermoelectric conversion film 11. That is, the heat received by the first heat transfer plate 3 does not pass through the convex portion 21 but is transmitted to the thermoelectric conversion film 4 side through the gap portion 22 in preference to the convex portion 21 and the first heat transfer plate 3. It is transmitted to the thermoelectric conversion film 4 side through the electrode 13.
  • the material of the first heat transfer plate 3 is preferably higher than the thermal conductivity of the substrate 2, and has a higher thermal conductivity and can easily process convex shapes such as the convex portions 21, such as aluminum (Al ) Or a metal material such as copper (Cu) is particularly preferable.
  • the substrate 2 is not formed to have a uniform thickness over the entire surface, but is formed to be selectively thinned by the recess 6. This point will be described in detail.
  • the substrate 2 is formed with a plurality of concave portions 6 having a rectangular shape in plan view that are open on the second main surface 2b side with a gap in the first direction L1.
  • the recess 6 is formed to be positioned below the first thermoelectric conversion film 10, the second thermoelectric conversion film 11, and the first electrode 13.
  • the substrate 2 at least a part of the thickness T ⁇ b> 1 in the facing portion 25 facing the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 in the thickness direction is the substrate 2 other than the facing portion 25. It is thinner than the thickness of at least another portion (for example, a first portion 26 of the substrate 2 described later).
  • the thickness of the second portion 27 facing the convex portion 21 and the first electrode 13 in the thickness direction is the same as the thickness T1 of at least a part of the facing portion 25 described above. Has been.
  • the recessed part 6 is formed so that it may be located under the 1st thermoelectric conversion film 10, the 2nd thermoelectric conversion film 11, and the 1st electrode 13 as mentioned above, among the board
  • the thickness T2 of the first portion 26 located in the middle in the first direction L1 between the adjacent convex portions 21 is thicker than at least a part of the thickness T1 in the facing portion 25 described above. That is, in the example shown in FIG. 3, the thickness of the second portion 27 in the substrate 2 is thinner than the thickness T ⁇ b> 2 of the first portion 26. In the example shown in FIG.
  • the first portion 26 is located on a virtual intermediate line C located in the middle between the convex portions 21 adjacent in the first direction L ⁇ b> 1 and the second electrode 14 of the substrate 2. It is set as the part which opposes with respect to thickness direction. Further, the thickness T2 of the first portion 26 only needs to be thicker than at least a part of the thickness T1 in the facing portion 25. For example, the thickness is smaller than the thickness of the portion other than the facing portion 25 of the substrate 2. It doesn't matter.
  • thermoelectric conversion device 1 (Operation of thermoelectric converter) Next, the operation of the thermoelectric conversion device 1 configured as described above will be described. First, in the thermoelectric conversion device 1, thermoelectric conversion is performed using the Seebeck effect of the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11. The following formula (1) is a formula related to the Seebeck effect.
  • E (V) in Formula (1) is an electric field (electromotive force) obtained by thermoelectric conversion, and as shown in Formula (1), the material constant of the first thermoelectric conversion film 10 or the second thermoelectric conversion film 11 And the temperature difference ⁇ T (K) between the front end portions 10b and 11b and the rear end portions 10a and 11a of the first thermoelectric conversion film 10 or the second thermoelectric conversion film 11 and the Seebeck coefficient S (V / K).
  • the first electrode preferentially receives heat received by the first heat transfer plate 3 through the heat receiving surface 20 through the convex portion 21 as indicated by the dotted arrow shown in FIG. 13, and heat can be transmitted from the first electrode 13 to the rear end portion 10 a of the first thermoelectric conversion film 10 and the front end portion 11 b of the second thermoelectric conversion film 11. Therefore, in the 1st thermoelectric conversion film 10, the rear-end part 10a (end part by the side of a hot junction) located in the 1st electrode 13 side which is a warm junction, and the front-end part located in the 2nd electrode 14 side which is a cold junction A temperature difference can be generated between 10b (end portion on the cold junction side).
  • the front-end part 11b (end part by the side of a warm junction) located in the 1st electrode 13 side which is a warm junction, and the rear end located in the 2nd electrode 14 side which is a cold junction A temperature difference can be generated between the portion 11a (the end on the cold junction side).
  • thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 are electrically connected in series, the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 are connected through the first terminal 15 and the second terminal 16.
  • An electromotive force obtained by summing the electromotive forces generated from the respective electromotive forces can be obtained, and the amount of power generation corresponding to the number of thermoelectric conversion films 4 can be obtained.
  • thermoelectric conversion film 10 is an n-type semiconductor, it is shown in FIG. 2 from the second electrode 14 side serving as a cold junction toward the first electrode 13 side serving as a hot junction. A current flows as shown by an arrow F1.
  • the second thermoelectric conversion film 11 is a p-type semiconductor, from the first electrode 13 side serving as a hot junction toward the second electrode 14 side serving as a cold junction, an arrow F2 illustrated in FIG. Current flows through
  • thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 electromotive forces in the same direction can be generated.
  • the plurality of first thermoelectric conversion films 10 and the plurality of second thermoelectric conversion films 11 are generated.
  • the electromotive force generated in each of the first and second terminals can be taken out as a sum through the first terminal 15 and the second terminal 16.
  • the heat transferred from the first heat transfer plate 3 to the first electrode 13 via the convex portion 21 is transferred to the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11, and the inside of the first thermoelectric conversion film 10.
  • the heat is transmitted mainly from the first electrode 13 to the substrate 2 and is radiated or cooled through the substrate 2.
  • the substrate 2 of the present embodiment is not uniform in thickness over the entire surface as in the prior art, but has a partial thickness change. That is, since the thickness T1 of at least a part of the opposing part 25 in the substrate 2 is formed thinner than at least a part of the other part of the substrate 2 other than the opposing part 25, the heat transferred from the first electrode 13 to the substrate 2 However, it is possible to prevent the substrate 2 from moving from the hot junction side toward the cold junction side. That is, using the thickness change of the substrate 2, heat conduction from the hot junction side to the cold junction side can be suppressed inside the substrate 2.
  • thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 the temperature difference generated between the hot junction side and the cold junction side is prevented from being reduced by the influence of heat conduction through the substrate 2. And a large amount of power generation can be obtained.
  • thermoelectric conversion device 1 of the present embodiment a large amount of power generation can be obtained by utilizing the change in the thickness of the substrate 2, and high quality and high performance with excellent thermoelectric conversion efficiency can be obtained.
  • the thermoelectric conversion device 1 can be obtained.
  • substrate 2 is sufficient, while simplifying the structure of the thermoelectric conversion apparatus 1, it can also lead to weight reduction.
  • the cold junction side of the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 is arranged.
  • the end portions, that is, the front end portion 10 b of the first thermoelectric conversion film 10 and the rear end portion 11 a of the second thermoelectric conversion film 11 can be efficiently cooled by the heat dissipation or cooling effect in the first portion 26 of the substrate 2. Therefore, in the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11, the temperature difference between the hot junction side and the cold junction side can be increased, and a larger amount of power generation can be obtained.
  • the thickness of at least a part of the opposing portion 25 and the thickness of the second portion 27 in the substrate 2 are both set to the thickness T1, but the substrate 2 is formed as shown in FIG.
  • the substrate 2 may be partially removed. That is, the facing portion 25 and the second portion 27 of the substrate 2 may be removed.
  • thermoelectric conversion device 30 configured as described above, the same effect as that of the first embodiment can be more effectively achieved.
  • the first thermoelectric conversion film 10, the second thermoelectric conversion film 11, the first electrode 13, and the second electrode 14 are closely joined to each other in the in-plane direction of the substrate 2, for example, as a whole. It is preferable to combine them so as to have a certain rigidity.
  • the first thermoelectric conversion film 10 the second thermoelectric conversion film 11, and the first electrode 13 are provided between the substrate 2 and the first heat transfer plate 3.
  • the 2nd electrode 14 can be arrange
  • thermoelectric conversion device (Second Embodiment) Next, a second embodiment of the thermoelectric conversion device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that in the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • thermoelectric conversion device 40 of this embodiment is different from the first embodiment in the position of the recess 6 formed in the substrate 2.
  • the recess 6 of the present embodiment opens on the second main surface 2 b side of the substrate 2 and is formed in the substrate 2 so as to be positioned below the first thermoelectric conversion film 10, the second thermoelectric conversion film 11, and the second electrode 14. Is formed.
  • thermoelectric conversion apparatus 40 of this embodiment is the same as that of 1st Embodiment except for the point which was mainly different from the point mentioned above with respect to 1st Embodiment. Further, in the present embodiment, similarly to the first embodiment, a case where heat is transferred from the first heat transfer plate 3 side to the thermoelectric conversion film 4 side will be described as an example.
  • the thickness of the first portion 26 in the substrate 2 is set to the same thickness T1 as the thickness of at least a part of the facing portion 25. Further, the thickness T3 of the second portion 27 in the substrate 2 is thicker than at least a part of the thickness T1 in the facing portion 25. In the example shown in FIG. 5, the thickness of the first portion 26 in the substrate 2 is thinner than the thickness T3 of at least a part of the second portion 27. However, the thickness T3 of the second portion 27 only needs to be thicker than at least a portion of the thickness T1 in the facing portion 25. For example, the thickness T3 of the second portion 27 is smaller than the thickness of the portion other than the facing portion 25. It doesn't matter.
  • thermoelectric conversion device 40 of the present embodiment configured as described above, the heat transferred from the convex portion 21 to the substrate 2 via the first electrode 13 as shown by the dotted arrow shown in FIG. Rather than heat transfer in the in-plane direction, heat can be radiated or cooled through the second portion 27 of the substrate 2. Thereby, the conduction of heat from the hot junction side toward the cold junction side in the substrate 2 can be further suppressed. Therefore, in the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11, the temperature difference between the hot junction side and the cold junction side can be increased, and a larger amount of power generation can be obtained.
  • thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film are allowed to escape to the outside through the second portion 27 of the substrate 2. 11, a temperature difference between the hot junction side and the cold junction side can be secured, and a large amount of power generation can be obtained.
  • thermoelectric conversion device (Third embodiment) Next, a third embodiment of the thermoelectric conversion device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that in the third embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • thermoelectric conversion device 50 of the present embodiment is different from the first embodiment in the position of the recess 6 formed in the substrate 2.
  • the recess 6 of the present embodiment is formed in the substrate 2 so as to open to the second main surface 2 b side of the substrate 2 and to be positioned below the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11.
  • thermoelectric conversion apparatus 50 of this embodiment is the same as that of 1st Embodiment except for the point which mainly differed in the point mentioned above with respect to 1st Embodiment. Further, in the present embodiment, similarly to the first embodiment, a case where heat is transferred from the first heat transfer plate 3 side to the thermoelectric conversion film 4 side will be described as an example.
  • the thickness T3 of the second portion 27 in the substrate 2 is the same as the thickness T2 of the first portion 26.
  • the thickness T3 of the second portion 27 does not need to be the same as the thickness T2 of the first portion 26. If the thickness T3 is greater than at least a part of the thickness T1 in the facing portion 25, the first portion It may be thicker or thinner than 26 thickness T2.
  • the width W1 along the first direction of the first portion 26 and the width W2 along the first direction of the second portion 27 are the same width.
  • thermoelectric conversion device 50 of the present embodiment configured as described above, similarly to the first embodiment, the cold junction side ends of the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11, that is, the first The front end portion 10 b of the first thermoelectric conversion film 10 and the rear end portion 11 a of the second thermoelectric conversion film 11 can be efficiently cooled by the heat dissipation or cooling effect in the first portion 26 of the substrate 2.
  • the heat transferred from the convex portion 21 to the substrate 2 via the first electrode 13 as shown by the dotted arrow in FIG. 6 is transferred in the in-plane direction of the substrate 2. Rather, the heat can be radiated or cooled through the second portion 27 of the substrate 2.
  • the first heat transfer plate 3 receives.
  • the temperature difference between the hot junction side and the cold junction side in the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 can be stably increased without being influenced by the amount of heat. Therefore, a large amount of power generation can be obtained more stably.
  • the width W1 along the first direction L1 of the first portion 26 of the substrate 2 and the width W2 along the first direction L1 of the second portion 27 of the substrate 2 are the same width. However, it is not limited to this case, and may be changed as appropriate.
  • the width W2 along the first direction L1 of the second portion 27 of the substrate 2 is set to the width along the first direction L1 of the first portion 26 of the substrate 2. It may be formed wider than W1.
  • thermoelectric conversion device 60 configured as described above, the heat dissipation or cooling effect using the second portion 27 of the substrate 2 is more effectively achieved than the heat dissipation or cooling effect using the first portion 26 of the substrate 2. Therefore, for example, when the amount of heat received by the first heat transfer plate 3 is large, part of the heat is easily released to the outside through the second portion 27 of the substrate 2. Therefore, it is possible to effectively suppress the heat having a large amount of heat from being conducted from the hot junction side toward the cold junction side in the substrate 2. Therefore, even when the amount of heat received by the first heat transfer plate 3 is large, in the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11, a temperature difference between the hot junction side and the cold junction side is ensured. It is easy to obtain a large amount of power generation.
  • the width W1 along the first direction L1 of the first portion 26 of the substrate 2 is set along the first direction L1 of the second portion 27 of the substrate 2. It may be formed wider than the width W2.
  • thermoelectric conversion device 70 configured as described above, the heat dissipation or cooling effect using the first portion 26 of the substrate 2 is more effectively achieved than the heat dissipation or cooling effect using the second portion 27 of the substrate 2. Therefore, due to heat dissipation or cooling effect in the first portion 26 of the substrate 2, the cold junction side in the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 (that is, the front end portion 10 b side of the first thermoelectric conversion film 10 and It is easy to effectively cool the rear end portion 11a side of the second thermoelectric conversion film 11. Therefore, in the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11, it is easy to ensure a temperature difference between the hot junction side and the cold junction side, and a large amount of power generation can be obtained.
  • thermoelectric conversion device (Fourth embodiment) Next, a fourth embodiment of the thermoelectric conversion device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that in the fourth embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • thermoelectric conversion device 80 of the present embodiment is disposed on the second main surface 2 b side of the substrate 2, and is a second heat transfer plate (in the present invention) that transfers heat to and from the substrate 2.
  • (Second heat transfer member) 81 is provided.
  • thermoelectric conversion apparatus 80 of this embodiment is the same as that of 1st Embodiment except for the point which mainly differed in the point mentioned above with respect to 1st Embodiment. Further, in the present embodiment, similarly to the first embodiment, a case where heat is transferred from the first heat transfer plate 3 side to the thermoelectric conversion film 4 side will be described as an example. Therefore, heat is transferred to the second heat transfer plate 81 through the substrate 2.
  • the second heat transfer plate 81 is a flat plate member for radiating or cooling the heat transmitted to the substrate 2 and is made of a material having a higher thermal conductivity than the thermal conductivity of air.
  • the second heat transfer plate 81 is thermally bonded to the first portion 26 of the substrate 2 and transfers heat between the first portion 26 and the opposed portion 25. That is, heat is transmitted to the second heat transfer plate 81 through the first portion 26 rather than the facing portion 25.
  • the second heat transfer plate 81 is from a portion sandwiched between the first portions 26 adjacent to each other in the first direction L1 (that is, the facing portion 25, the second portion 27, and the recessed portion 6). Also, heat transfer is performed between the first portion 26 and the first portion 26.
  • the second heat transfer plate 81 is thermally bonded to the first portion 26 by being bonded to the second main surface 2b of the substrate 2 via the paste-like substance 82.
  • the paste-like substance 82 is not essential and may not be provided. That is, the second heat transfer plate 81 may be directly bonded to the second main surface 2 b of the substrate 2.
  • the second heat transfer plate 81 is formed in a rectangular shape in plan view that is longer in the first direction L1 than in the second direction L2 corresponding to the shape of the substrate 2, and is formed in the same size as the outer shape of the substrate 2. ing.
  • the outer size of the second heat transfer plate 81 is formed to be the same size as the substrate 2, but is not limited to this case.
  • the second heat transfer plate 81 is formed in a flat plate shape having an outer size larger than that of the substrate 2. It doesn't matter.
  • the shape of the second heat transfer plate 81 is preferably a shape suitable for heat dissipation or cooling.
  • the second heat transfer plate 81 preferably has a flow path for air cooling or water cooling inside.
  • the 2nd heat exchanger plate 81 has the fin shape for heat exchange, for example in the lower surface side on the opposite side to the upper surface joined with the board
  • the material of the second heat transfer plate 81 is preferably higher than the thermal conductivity of the substrate 2, and a material with particularly high thermal conductivity, for example, a metal material such as aluminum (Al) or copper (Cu) is particularly preferable.
  • the paste-like substance 82 is formed over the entire upper surface of the second heat transfer plate 81 and is disposed between the substrate 2 and the second heat transfer plate 81.
  • the frictional resistance between the substrate 2 and the second heat transfer plate 81 is reduced by the paste-like substance 82.
  • heat conductive grease containing a high heat conductive material such as silver (Ag) or diamond (C) as a filler can be given.
  • the thermal conductivity of the paste-like substance 82 is preferably higher than the thermal conductivity of air.
  • thermoelectric conversion device 80 of the present embodiment configured as described above, the following operational effects can be further achieved in addition to achieving the same operational effects as the first embodiment. That is, using the heat dissipation or cooling effect of the second heat transfer plate 81, the cold junction side (that is, the first thermoelectric conversion) in the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 through the first portion 26 of the substrate 2.
  • the front end portion 10b side of the film 10 and the rear end portion 11a side of the second thermoelectric conversion film 11 can be effectively cooled. Therefore, in the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11, the temperature difference between the hot junction side and the cold junction side can be effectively increased, and a large amount of power generation can be obtained.
  • thermoelectric conversion device Next, a fifth embodiment of the thermoelectric conversion device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that in the fifth embodiment, the same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the thermoelectric conversion device 90 of the present embodiment has a first thermoelectric conversion film 10, a second thermoelectric conversion film 11, a first electrode 13, a second electrode 14, a first electrode on the first main surface 2 a.
  • a substrate 2 provided with a first terminal 15 and a second terminal 16 is provided with a thermoelectric conversion module 91 in which the substrate 2 is stacked in multiple stages in the thickness direction.
  • Each substrate 2 in the thermoelectric conversion module 91 has an opening on the second main surface 2b side, and below the first thermoelectric conversion film 10, the second thermoelectric conversion film 11, and the second electrode 14, as in the second embodiment.
  • a recess 6 is formed so as to be located at the position.
  • thermoelectric conversion device 90 of the present embodiment is mainly different from the second embodiment in that the thermoelectric conversion module 91 is provided, and the substrate 2, the first thermoelectric conversion film 10, and the second thermoelectric conversion.
  • the configurations of the film 11, the first electrode 13, the second electrode 14, the first terminal 15 and the second terminal 16 are the same as those in the second embodiment.
  • it is set as the thermoelectric conversion module 91 in which the board
  • the thermoelectric conversion module 91 is not limited to four stages, and may have a multistage structure in which two or more stages are overlapped.
  • the case where heat is transferred from the first heat transfer plate 3 side to the thermoelectric conversion film 4 side located at the uppermost stage (fourth stage) will be described as an example. .
  • the first heat transfer plate 3 is disposed on the first main surface 2 a side of the substrate 2 positioned at the uppermost stage (fourth stage) in the thermoelectric conversion module 91, and is provided on the first main surface 2 a of the substrate 2.
  • the first electrode 13 is joined to the first electrode 13 via a convex portion 21 and an insulating member (not shown) as in the second embodiment.
  • the substrate 2 positioned at a level other than the uppermost level (the first level to the third level) is located between the first main surface 2a and the second main surface 2b with respect to the substrate 2 positioned at the upper level. And are arranged so as to face each other.
  • the first electrode 13 positioned at a level other than the uppermost level (first level to third level) is bonded to the second portion 27 of the substrate 2 positioned at the upper level. Yes.
  • the first electrode 13 may be joined to the second portion 27 via another member such as a paste-like substance (not shown).
  • thermoelectric conversion film 4 positioned at a level other than the uppermost level passes through the first electrode 13 and the second portion of the substrate 2 positioned at the upper level.
  • Heat transfer is performed between the second portion 27 of the substrate 2 positioned on the upper side of the opposing portion 25 of the substrate 2 that is thermally bonded to the upper layer 27 and positioned on the upper side thereof. That is, the thermoelectric conversion film 4 positioned at a level other than the uppermost level (the first level to the third level) has a second portion of the substrate 2 positioned at the upper level rather than the facing portion 25 of the substrate 2 positioned at the upper level. Heat is transferred through portion 27. Further, in the example shown in FIG.
  • thermoelectric conversion film 4 positioned at a level other than the uppermost level is a portion sandwiched between second portions 27 adjacent to each other in the first direction L1 of the substrate 2 positioned at the upper level ( That is, heat transfer is performed between the opposing portion 25, the first portion 26, and the concave portion 6) and the second portion 27 of the substrate 2 positioned on the upper stage.
  • thermoelectric conversion device 90 of the present embodiment configured as described above, in addition to being able to achieve the same operational effects as those of the second embodiment, the following operational effects can be further achieved. That is, since the thermoelectric conversion module 91 is provided, for example, the heat dissipated through the second portion 27 of the substrate 2 positioned at the fourth level is converted into the third level positioned at the lower level as indicated by the dotted arrow shown in FIG.
  • the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 located in the third stage can be transmitted to the first electrode 13 of the eye through the first electrode 13 (that is, the first thermoelectric conversion side). This can be transmitted to the rear end portion 10a side of the conversion film 10 and the front end portion 11b side of the second thermoelectric conversion film 11.
  • the heat dissipated can be used effectively, and the power generation amount can be obtained in each stage of the thermoelectric conversion film 4. Therefore, a large amount of power generation can be obtained efficiently.
  • thermoelectric conversion device (Sixth embodiment) Next, a sixth embodiment of the thermoelectric conversion device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that in the sixth embodiment, identical symbols are assigned to parts identical to those in the third embodiment and descriptions thereof are omitted.
  • the thermoelectric conversion device 100 of the present embodiment has a first thermoelectric conversion film 10, a second thermoelectric conversion film 11, a first electrode 13, a second electrode 14, a first electrode on the first main surface 2 a.
  • the substrate 2 provided with the first terminal 15 and the second terminal 16 includes a thermoelectric conversion module 105 in which the substrate 2 is stacked in multiple stages in the thickness direction.
  • each substrate 2 in the thermoelectric conversion module 105 is opened to the second main surface 2b side, and is positioned below the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11. A recess 6 is formed.
  • thermoelectric conversion device 100 of the present embodiment is mainly different from the third embodiment in that the thermoelectric conversion module 105 is provided, and the substrate 2, the first thermoelectric conversion film 10, and the second thermoelectric conversion.
  • the configurations of the film 11, the first electrode 13, the second electrode 14, the first terminal 15, and the second terminal 16 are the same as those in the third embodiment.
  • it is set as the thermoelectric conversion module 105 with which the board
  • the thermoelectric conversion module 105 is not limited to four stages, and may have a multistage structure in which two or more stages are overlapped.
  • the case where heat is transferred from the first heat transfer plate 3 side to the thermoelectric conversion film 4 side located at the uppermost stage (fourth stage) will be described as an example. .
  • thermoelectric conversion device 100 of the present embodiment is disposed on the second main surface 2b side of the substrate 2 located at the lowest level (first level) in the thermoelectric conversion module 105, and heat is transferred between the thermoelectric conversion module 100 and the substrate 2.
  • a second heat transfer plate (second heat transfer member according to the present invention) 101 that performs transmission is provided. That is, heat is transferred to the second heat transfer plate 101 through the substrate 2 positioned at the lowest level.
  • the first heat transfer plate 3 is disposed on the first main surface 2 a side of the substrate 2 positioned at the uppermost stage (fourth stage) in the thermoelectric conversion module 105, and is provided on the first main surface 2 a of the substrate 2.
  • the first electrode 13 is joined to the first electrode 13 via a convex portion 21 and an insulating member (not shown) as in the third embodiment.
  • the first electrode 13 positioned at a level other than the top level is bonded to the second portion 27 of the substrate 2 positioned at the upper level, and the uppermost level.
  • the second electrode 14 located at the other stage is bonded to the first portion 26 of the substrate 2 located at the upper stage.
  • the first electrode 13 may be joined to the second portion 27 via another member such as a paste-like substance (not shown).
  • the second electrode 14 may be bonded to the first portion 26 via another member such as a paste-like substance (not shown).
  • thermoelectric conversion film 4 positioned at a level other than the uppermost level passes through the first electrode 13 and the second portion of the substrate 2 positioned at the upper level. Heat transfer is performed between the second portion 27 of the substrate 2 positioned on the upper side of the opposing portion 25 of the substrate 2 that is thermally bonded to the upper layer 27 and positioned on the upper side thereof. That is, the thermoelectric conversion film 4 positioned at a level other than the uppermost level (the first level to the third level) has a second portion of the substrate 2 positioned at the upper level rather than the facing portion 25 of the substrate 2 positioned at the upper level. Heat is transferred through portion 27.
  • thermoelectric conversion film 4 positioned at a level other than the top level is thermally connected to the first portion 26 of the substrate 2 positioned at the upper level via the second electrode 14. Heat transfer is performed between the first portion 26 of the substrate 2 positioned on the upper portion of the substrate 2 and the opposed portion 25 of the substrate 2 positioned on the upper portion thereof. That is, the thermoelectric conversion film 4 positioned at a level other than the uppermost level (the first level to the third level) has a first portion of the substrate 2 positioned above the upper portion of the thermoelectric conversion film 4 than the opposed portion 25 of the substrate 2 positioned at the upper level. Heat is transferred through portion 26.
  • the second heat transfer plate 101 is a plate-like member for radiating or cooling the heat transmitted to the substrate 2 located at the lowest level (first level), and has a thermal conductivity higher than the thermal conductivity of air.
  • the first portion 26 of the substrate 2 that is formed of a material and is thermally bonded to the first portion 26 of the substrate 2 through a convex portion 102 that will be described later, is one step higher than the facing portion 25 of the substrate 2 that is positioned in the first step. Heat transfer is performed between the first portion 26 of the substrate 2 located in the eye. That is, heat is transferred to the second heat transfer plate 101 through the first portion 26 of the substrate 2 located in the first stage rather than the facing portion 25 of the substrate 2 located in the first stage.
  • the second heat transfer plate 101 is in a non-contact state with respect to the second portion 27 of the substrate 2 positioned at the first level, and a convexity described later with respect to the first portion 26 of the substrate 2 positioned at the first level. It is joined from below via the part 102. As a result, the second heat transfer plate 101 is thermally bonded to the first portion 26 of the substrate 2 positioned at the first level, and is more than the second portion 27 of the substrate 2 positioned at the first level. Heat transfer is performed between the first portion 26 of the substrate 2 located at the stage. That is, the heat is transmitted to the second heat transfer plate 101 through the first portion 26 of the substrate 2 located at the first stage, rather than the second portion 27 of the substrate 2 located at the first stage.
  • the second heat transfer plate 101 is a portion sandwiched between the first portions 26 adjacent to each other in the first direction L1 of the substrate 2 located in the first stage (that is, the facing portion 25). Then, heat transfer is performed between the second portion 27 and the first portion 26 of the substrate 2 positioned in the first stage rather than the second portion 27 and the recess 6).
  • a plurality of convex portions 102 are formed integrally with the second heat transfer plate 101 on the upper surface of the second heat transfer plate 101.
  • the protrusions 102 protrude upward from the upper surface of the second heat transfer plate 101 and are arranged at a certain interval in the first direction L1.
  • the convex portion 102 is formed corresponding to the first portion 26 of the substrate 2 located in the first stage, and is disposed so as to face the first portion 26 from below.
  • the second heat transfer plate 101 is combined with the substrate 2 positioned in the first stage by joining the convex portions 102 to the first portion 26 of the substrate 2. In the example shown in FIG.
  • the convex portion 102 is directly joined to the first portion 26, but the convex portion 102 is not only a paste-like substance or the like, like the second heat transfer plate 81 of the fourth embodiment. You may make it join to the 1st part 26 via this member.
  • the second heat transfer plate 101 since the plurality of convex portions 102 are formed on the upper surface of the second heat transfer plate 101, the lower surface of the substrate 2 located on the first stage (the lower surface excluding the formation portion of the convex portions 102) and the first Between the two heat transfer plates 101, a gap (air layer) is secured in the thickness direction. Therefore, as described above, the second heat transfer plate 101 is not in contact with the second portion 27.
  • the shape of the second heat transfer plate 101 is preferably a shape suitable for heat dissipation or cooling. Further, the material of the second heat transfer plate 101 is preferably higher than the thermal conductivity of the substrate 2, and a material having a particularly high thermal conductivity, for example, a metal material such as aluminum (Al) or copper (Cu) is particularly preferable. preferable.
  • thermoelectric conversion device 100 of the present embodiment configured as described above, in addition to being able to achieve the same operational effects as those of the third embodiment, the following operational effects can be further achieved.
  • thermoelectric conversion module 105 since the thermoelectric conversion module 105 is provided, for example, the heat radiated through the second portion 27 of the substrate 2 positioned at the fourth level is converted into the third level positioned at the lower level as indicated by a dotted arrow shown in FIG.
  • the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 located in the third stage can be transmitted to the first electrode 13 of the eye through the first electrode 13 (that is, the first thermoelectric conversion side). This can be transmitted to the rear end portion 10a side of the conversion film 10 and the front end portion 11b side of the second thermoelectric conversion film 11.
  • the heat dissipated can be used effectively, and the power generation amount can be obtained in each stage of the thermoelectric conversion film 4. Therefore, a large amount of power generation can be obtained efficiently.
  • thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 of each stage through the first portion 26 of the substrate 2 of each stage (that is, the front end portion 10b and the second end of the first thermoelectric conversion film 10).
  • the rear end portion 11a) of the thermoelectric conversion film 11 can be efficiently cooled. Therefore, in the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 in each stage, the temperature difference between the hot junction side and the cold junction side can be effectively increased, and a large amount of power generation can be obtained. it can.
  • the cold junction side in the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 through the first portion 26 of the substrate 2 located in the first stage (that is, The front end portion 10b side of the first thermoelectric conversion film 10 and the rear end portion 11a side of the second thermoelectric conversion film 11) can be effectively cooled. Therefore, as a result, in the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 at each stage, the temperature difference between the hot junction side and the cold junction side can be effectively increased.
  • the second heat transfer plate 101 is not an essential configuration and may not be provided.
  • thermoelectric conversion device 110 including a second heat transfer plate 101 formed in a flat plate shape may be used.
  • the thickness of the second portion 27 may be made thinner than the thickness T2 of the first portion 26 in the substrate 2 positioned in the first stage.
  • thermoelectric conversion device 110 configured as described above, the same effects as those of the sixth embodiment can be achieved.
  • the entire thermoelectric conversion device 110 can be thinned by not forming the convex portion 102 on the second heat transfer plate 101.
  • the first heat transfer plate 3 and the second heat transfer plates 81 and 101 are formed in a single flat plate shape that is the same shape and size as the substrate 2, but this is not the only case. It may be constituted by a plurality of members instead of those.
  • thermoelectric conversion film 4 has been described as an example of the thermoelectric converter.
  • thermoelectric conversion film 4 is not limited to the film, and may be, for example, a bulk thermoelectric conversion element. .
  • the convex part 21 integrally formed with the 1st heat-transfer plate 3 was mentioned as an example and demonstrated as a heat-transfer part, the convex part 21 is formed integrally with the 1st heat-transfer plate 3.
  • FIG. There is no need to be.
  • the first heat transfer plate 3 may be formed in a flat plate shape, and a convex portion separate from the first heat transfer plate 3 may be disposed between the first heat transfer plate 3 and the first electrode 13. .
  • the convex portion can be formed of a material different from that of the first heat transfer plate 3, the degree of freedom in material selectivity can be improved.
  • gap part 22 which is an air layer whose heat conductivity is lower than the heat conductivity of the convex part 21 is formed between the convex parts 21 adjacent to the 1st direction L1, ie, the convex part 21.
  • the air gap 22 is formed between the lower surface of the first heat transfer plate 3 excluding the formation site, the thermoelectric conversion film 4 and the second electrode 14.
  • the present invention is not limited to this case. Absent.
  • the low heat conductive material 121 having a lower thermal conductivity than the convex portion 21 is formed as a low heat conductive portion on the lower surface side of the first heat transfer plate 3 so as to be replaced with the air gap portion 22.
  • the thermoelectric conversion device 120 may be used.
  • the low heat conductive material 121 for example, aluminum oxide (Al 2 O 3 ), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyimide resin, or the like can be used. Even in this case, the heat received by the first heat transfer plate 3 can be preferentially transferred to the first electrode 13 through the convex portion 21, and the hot junction side of the thermoelectric conversion film 4 from the first electrode 13 Can transfer heat to the end of the.
  • Al 2 O 3 aluminum oxide
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • polyimide resin polyimide resin
  • the first electrode 13, the second electrode 14, the first terminal 15, and the second terminal 16 have the same thickness as the thermoelectric conversion film 4.
  • the whole thickness of the thermoelectric conversion apparatus 120 can be made thin compared with the case of 1st Embodiment, for example, and thickness reduction and compactization can be achieved.
  • substrate 2 may be penetrated in the thickness direction is made into the example.
  • the first electrode 13 protrudes above the thermoelectric conversion film 4, the second electrode 14, the first terminal 15, and the second terminal 16, and is formed on the lower surface of the first heat transfer plate 3 formed in a flat plate shape. You may make the upper end surface of 1 electrode 13 contact. Even in this case, the heat received by the first heat transfer plate 3 can be preferentially transferred to the first electrode 13 and from the first electrode 13 to the end of the thermoelectric conversion film 4 on the warm junction side. Can convey heat. Therefore, in this case, the first electrode 13 can function as a heat transfer unit.
  • thermoelectric conversion film 4 heat is transferred between the thermoelectric conversion film 4 through the heat transfer section in preference to heat transfer with the thermoelectric conversion film 4 without passing through the heat transfer section.
  • various configurations can be adopted.
  • the 1st electrode 13 and the 2nd electrode 14 are not essential, and do not need to comprise.
  • the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 are alternately arranged on the first main surface 2a of the substrate 2 along the first direction L1
  • the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 are formed so as to contact each other.
  • the convex part 21 formed integrally with the 1st heat exchanger plate 3 is 1st Embodiment with respect to the rear-end part 10a of the 1st thermoelectric conversion film 10, and the front-end part 11b of the 2nd thermoelectric conversion film 11, for example. It is provided so that it may join via an insulating member similarly. Even in this case, for example, the same effect as the first embodiment can be achieved.
  • thermoelectric conversion film 4 was comprised by the 1st thermoelectric conversion film 10 which is an n-type semiconductor, and the 2nd thermoelectric conversion film 11 which is a p-type semiconductor, it is not limited to this case Alternatively, a thermoelectric conversion film formed of either an n-type semiconductor or a p-type semiconductor may be used.
  • thermoelectric conversion device 150 shown in FIGS. 15 and 16 includes a thermoelectric conversion film (thermoelectric conversion body according to the present invention) 151 that is a p-type semiconductor formed on the first main surface 2 a of the substrate 2. Yes.
  • the thermoelectric conversion film 151 may be an n-type semiconductor.
  • the thermoelectric conversion films 151 are arranged so as to be arranged at a certain interval in the first direction L1.
  • the thermoelectric conversion film 151 is formed in a rectangular shape in plan view that is longer in the second direction L2 than in the first direction L1, for example, as in the first embodiment.
  • first electrodes 152 functioning as hot junctions and second electrodes 153 functioning as cold junctions are formed.
  • the first electrode 152 and the second electrode 153 are provided for each thermoelectric conversion film 151.
  • the first electrode 152 and the second electrode 153 are disposed on the front end portion 151b side or the rear end portion 151a side of the thermoelectric conversion film 151 so as to sandwich the thermoelectric conversion film 151 from the first direction L1. In contact with the membrane 151.
  • the first electrode 152 and the second electrode 153 are formed over the entire length of the thermoelectric conversion film 151 along the second direction L2.
  • the first electrode 152 provided on each thermoelectric conversion film 151 is formed so as to be disposed below the convex portion 21. Thereby, in the relationship between the thermoelectric conversion films 151 adjacent to each other in the first direction L1, the first electrodes 152 and the second electrodes 153 bonded to each other have a slight gap in the first direction L1. Adjacent to each other.
  • connection electrode 154 On the first main surface 2a of the substrate 2, a connection electrode 154, a first terminal 15 and a second terminal 16 are further formed.
  • the connection electrode 154 includes a first electrode 152 provided on one thermoelectric conversion film 151 and a second electrode 153 provided on the other thermoelectric conversion film 151 in the thermoelectric conversion film 151 adjacent to each other in the first direction L1. Is formed to connect.
  • the connection electrode 154 is formed so as to go around the thermoelectric conversion film 151 from the outside in the second direction L2.
  • the first terminal 15 is formed so as to be positioned further forward of the second electrode 153 provided on the thermoelectric conversion film 151 positioned closest to the front, and the thermoelectric conversion positioned closest to the front via the connection electrode 154.
  • the first electrode 152 provided on the film 151 is connected.
  • the second terminal 16 is formed so as to be located further on the rear side of the second electrode 153 provided on the thermoelectric conversion film 151 located closest to the rear, and is in contact with the second electrode 153. Thereby, each thermoelectric conversion film 151 can be electrically connected in series via the connection electrode 154, and the electromotive force can be taken out from the thermoelectric conversion device 150 through the first terminal 15 and the second terminal 16. .
  • thermoelectric conversion device 150 configured as described above, for example, the same operation and effect can be achieved only in the manner in which the current flowing through the thermoelectric conversion film 151 is different from the first embodiment. it can.
  • thermoelectric conversion film 151 is a p-type semiconductor, a current flows from the side of the first electrode 152 serving as a hot junction toward the side of the second electrode 153 serving as a cold junction as indicated by an arrow F3 illustrated in FIG.
  • connection electrode 154 since the connection electrode 154 is formed, the electromotive force in the same direction can be generated in each thermoelectric conversion film 151 as a result, and the electromotive force generated in each thermoelectric conversion film 151 is changed to the first electromotive force.
  • the sum can be taken out through the terminal 15 and the second terminal 16. Therefore, even in the case of the thermoelectric conversion device 150 shown in FIGS. 15 and 16, the same operational effects as those of the first embodiment can be achieved.
  • the first heat transfer plate 3 is not an essential configuration and may not be provided.
  • thermoelectric conversion device 160 may be used in which the first heat transfer plate 3 is omitted from the first embodiment.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the thermoelectric conversion device 160 is different from the first embodiment in that the first electrode 13 is further functioned as a heat transfer unit, in addition to not having the first heat transfer plate 3. About another structure, it is the same as that of 1st Embodiment.
  • thermoelectric conversion device 160 the first electrode 13 protrudes above the thermoelectric conversion film 4, the second electrode 14, the first terminal 15, and the second terminal 16.
  • the upper end surface of the first electrode 13 is in thermal contact with the heat source H.
  • the heat from the heat source H is transferred through the first electrode 13 to the end of the thermoelectric conversion film 4 on the warm junction side, that is, the rear end 10 a of the first thermoelectric conversion film 10 and the front end 11 b of the second thermoelectric conversion film 11. Can be given priority.
  • thermoelectric conversion apparatus 160 comprised in this way, the effect similar to 1st Embodiment can be achieved.
  • the entire thickness of the thermoelectric conversion device 160 can be made thinner than that of the first embodiment, and it is easy to achieve a reduction in thickness and size.
  • FIG. 17 although an example of the thermoelectric conversion apparatus 160 which does not comprise the 1st heat exchanger plate 3 based on 1st Embodiment was demonstrated, it is set as the structure which does not comprise the 1st heat exchanger plate 3 in other embodiment. I do not care.
  • thermoelectric conversion film 4 side the case where heat is transferred from the first heat transfer plate 3 side to the thermoelectric conversion film 4 side is described as an example.
  • the present invention is not limited to this case, and as described above.
  • the heat may be transferred from the substrate 2 side to the thermoelectric conversion film 4 side.
  • thermoelectric conversion device 1 in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 will be briefly described as an example.
  • the thermoelectric conversion device 1 for example, when a heat source (not shown) exists on the substrate side and the substrate 2 receives heat from the heat source, the heat is transferred from the substrate 2 side to the thermoelectric converter 4 side, and passes through the first heat transfer plate 3. Heat dissipation or cooling.
  • the thickness T1 of at least a part of the facing portion 25 in the substrate 2 is formed thinner than at least another part of the substrate 2 other than the facing portion 25. It is possible to suppress the heat transferred from the heat source to the substrate 2 from moving from the hot junction side to the cold junction side in the substrate 2.
  • the temperature difference generated between the hot junction side and the cold junction side in the thermoelectric converter 4 is reduced by the influence of heat conduction through the substrate 2. It can be suppressed and a large amount of power generation can be obtained. Therefore, even when heat is transferred from the substrate 2 side to the thermoelectric conversion film 4 side, the same effects as when heat is transferred from the first heat transfer plate 3 side to the thermoelectric conversion film 4 side can be achieved. .
  • thermoelectric conversion device 1 since the heat from the substrate 2 is easily transferred to the second electrode 14 through the first portion 26, the second electrode 14 functions as a hot junction and the first electrode 13 serves as a cold junction. Function. Therefore, the rear end portion 10a of the first thermoelectric conversion film 10 and the front end portion 11b of the second thermoelectric conversion film 11 function as an end portion on the cold junction side, and the front end portion 10b and the second thermoelectric conversion of the first thermoelectric conversion film 10 are. The rear end portion 11a of the film 11 functions as an end portion on the warm junction side.
  • the thickness T1 of at least a portion of the facing portion 25 in the substrate 2 is formed thinner than at least a portion of the other portion of the substrate 2 other than the facing portion 25. It is possible to suppress the heat transferred from the heat source to the substrate 2 from moving from the hot junction side to the cold junction side in the substrate 2. Accordingly, the temperature difference between the hot junction side and the cold junction side in the thermoelectric converter 4 can be increased, and a large amount of power generation can be obtained.
  • the first heat transfer plate 3 can function as, for example, a heat dissipation or cooling member, the heat transferred to the substrate 2 is transferred to the substrate 2 by using the heat dissipation or cooling effect of the first heat transfer plate 3. Rather than moving in the in-plane direction, heat can be radiated or cooled through the convex portion 21 and the first heat transfer plate 3. Therefore, in the thermoelectric converter 4, the temperature difference between the hot junction side and the cold junction side can be effectively increased, and a large amount of power generation can be easily obtained.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • thermoelectric conversion device 170 shown in FIG. 18 has a first thermoelectric conversion film 10, a second thermoelectric conversion film 11, a first electrode 13, a second electrode 14, a first terminal 15, and a second terminal on the first main surface 2a.
  • the thermoelectric conversion module 171 in which the substrate 2 provided with 16 is stacked in multiple stages in the thickness direction is provided. In the example shown in FIG. 18, the thermoelectric conversion module 171 in which the substrates 2 are stacked in four stages is used. However, the thermoelectric conversion module 171 is not limited to four stages, and may have a multistage structure in which two or more stages are overlapped.
  • thermoelectric conversion device 170 is disposed on the second main surface 2b side of the substrate 2 located at the lowest level (first level), and a second heat transfer plate (mainly) that performs heat transfer with the substrate 2.
  • the second heat transfer plate 172 is a flat plate member that functions as a heat receiving member in the thermoelectric converter 170, and the lower end surface thereof is in thermal contact with a heat source (not shown). Thereby, the heat from the heat source received by the second heat transfer plate 172 can be transmitted to the substrate 2 located at the lowest level.
  • the second heat transfer plate 172 is formed of a material having a thermal conductivity higher than that of air, and is thermally bonded from below to the first portion 26 of the substrate 2 positioned at the lowest level. Heat transfer is performed between the opposing portion 25 and the second portion 27 of the substrate 2 positioned at the first portion 26 of the substrate 2 positioned at the lowest level. Thereby, the heat received by the second heat transfer plate 172 can be transferred to the first portion 26 of the substrate 2 located at the lowermost stage rather than the facing portion 25 and the second portion 27 of the substrate 2 located at the lowest level. it can. That is, in the example shown in FIG.
  • the second heat transfer plate 172 is a portion sandwiched between the first portions 26 adjacent to each other in the first direction L1 of the substrate 2 located at the lowermost stage (that is, the opposing portion 25, the second portion). Heat transfer is performed between the first portion 26 of the substrate 2 located at the lowermost stage than the two portions 27 and the recesses 6).
  • the first heat transfer plate 3 is disposed on the first main surface 2a side of the substrate 2 positioned at the uppermost stage (fourth stage) in the thermoelectric conversion module 171, and is provided on the first main surface 2a of the substrate 2.
  • the first electrode 13 is joined to the first electrode 13 via a convex portion 21 and an insulating member (not shown) as in the first embodiment.
  • the substrate 2 positioned at a level other than the uppermost level is located between the first main surface 2a and the second main surface 2b with respect to the substrate 2 positioned at the upper level. Are arranged to face each other.
  • the second electrode 14 positioned at a level other than the uppermost level is bonded to the first portion 26 of the substrate 2 positioned at the upper level. Yes.
  • the second electrode 14 may be bonded to the first portion 26 via another member such as a paste-like substance (not shown).
  • thermoelectric conversion film 4 positioned at a level other than the uppermost level passes through the second electrode 14 and the first portion of the substrate 2 positioned at the upper level.
  • Heat transfer is performed between the first portion 26 of the substrate 2 positioned on the upper portion of the substrate 2 and the opposed portion 25 of the substrate 2 positioned on the upper portion thereof.
  • heat is transferred to the thermoelectric conversion film 4 at each stage through the first portion 26 of the substrate 2 at each stage, rather than the facing portion 25 of the substrate 2 at each stage. Further, in the example shown in FIG.
  • thermoelectric conversion film 4 positioned at a level other than the uppermost level is the first portion adjacent to the first direction L1 of the substrate 2 positioned at the upper level. Heat transfer is performed between the first portion 26 of the substrate 2 positioned above the portion sandwiched between the portions 26 (that is, the facing portion 25, the second portion 27, and the recess 6).
  • the second electrode 14 at each stage functions as a hot junction
  • the electrode 13 functions as a cold junction. Therefore, the rear end part 10a of the first thermoelectric conversion film 10 and the front end part 11b of the second thermoelectric conversion film 11 in each stage function as an end part on the cold junction side, and the front end part 10b of the first thermoelectric conversion film 10 and the first end part 2
  • the rear end portion 11a of the thermoelectric conversion film 11 functions as an end portion on the hot junction side.
  • thermoelectric conversion device 170 configured as described above can achieve the same effects as the case where heat is transmitted from the first heat transfer plate 3 side.
  • thermoelectric conversion module 171 since the thermoelectric conversion module 171 is provided, the heat dissipated can be used effectively, and the amount of power generation can be obtained in each stage of the thermoelectric conversion film 4. it can. Therefore, a large amount of power generation can be obtained efficiently.
  • the heat received by the second heat transfer plate 172 preferentially reaches the highest through the first portion 26 of the substrate 2 located at the lowest level, as indicated by the dotted arrow shown in FIG. It can be transmitted to the second electrode 14 positioned at the lower stage, and can be transmitted to the hot junction side of the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 positioned at the lowermost level via the second electrode 14. Furthermore, the heat transferred from the first portion 26 of the substrate 2 located at the lowermost stage to the second electrode 14 at the lowermost stage passes through the first portion 26 of the substrate 2 located at the second stage, and the second position located at the second stage. It can be transmitted to the electrode 14, and can be transmitted to the hot junction side in the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 located in the second stage via the second electrode 14.
  • thermoelectric conversion device 170 the second heat transfer plate 172 plays the same role as the first heat transfer plate 3 of the thermoelectric conversion device 90 in the fifth embodiment shown in FIG. If attention is paid to this flow, the same effects as those of the thermoelectric conversion device 90 shown in FIG. 10 can be obtained.
  • the first heat transfer plate 3 can be used as a heat dissipation or cooling member, for example. Therefore, the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film located at the uppermost stage are made to pass through the convex portion 21 and the first electrode 13 located at the uppermost stage using the heat radiation or cooling effect by the first heat transfer plate 3. 11 can effectively cool the cold junction side.
  • the present invention is not limited to the first embodiment, and can be applied to all the embodiments and modifications thereof. However, the same effect can be achieved.
  • thermoelectric conversion device 40 when heat is transferred from the substrate 2 side to the thermoelectric conversion film 4 side, the heat transferred to the substrate 2 is moved in the in-plane direction of the substrate 2.
  • the heat can be radiated or cooled more effectively through the second portion 27 of the substrate 2, the convex portion 21, and the first heat transfer plate 3. Therefore, in the thermoelectric converter 4, the temperature difference between the hot junction side and the cold junction side can be further effectively increased, and a large amount of power generation can be easily obtained.
  • the second heat transfer plate 81 can function as a heat receiving member, and the first heat transfer plate 3 can function as a heat dissipation or cooling member. it can. Therefore, heat can be efficiently transmitted to the thermoelectric conversion film 4 side via the substrate 2 through the second heat transfer plate 81, and a large amount of power generation can be obtained.
  • thermoelectric conversion device 80 the heat from the second heat transfer plate 81 is easily transferred to the second electrode 14 through the first portion 26 of the substrate 2, so that the second electrode 14 functions as a hot junction.
  • the first electrode 13 functions as a cold junction. Therefore, the rear end portion 10a of the first thermoelectric conversion film 10 and the front end portion 11b of the second thermoelectric conversion film 11 function as an end portion on the cold junction side, and the front end portion 10b and the second thermoelectric conversion of the first thermoelectric conversion film 10 are.
  • the rear end portion 11a of the film 11 functions as an end portion on the warm junction side.
  • the second heat transfer It is possible to prevent the heat transferred from the plate 81 to the substrate 2 from moving from the hot junction side to the cold junction side inside the substrate 2. Accordingly, the temperature difference between the hot junction side and the cold junction side in the thermoelectric converter 4 can be increased, and a large amount of power generation can be obtained.
  • thermoelectric conversion device 90 in the fifth embodiment shown in FIG. 10 heat may be transferred from the substrate 2 side located at the lowest level.
  • the heat received by the substrate 2 positioned at the lowermost stage can be transmitted to the first electrode 13 positioned at the lowermost stage through the second portion 27 of the substrate 2 positioned at the lowermost stage.
  • the hot junction side of the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 located at the lowest stage that is, the rear end portion 10a side of the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 Can be transmitted to the front end portion 11b side).
  • the thickness T1 of at least a part of the opposing portion 25 in the substrate 2 positioned at the lowermost stage is formed thinner than at least a part of the other portion of the substrate 2 other than the opposing part 25, the thickness T1 is positioned at the lowest stage. It is possible to suppress the heat received by the substrate 2 from moving from the hot junction side to the cold junction side inside the substrate 2. Therefore, by utilizing the change in the thickness of the substrate 2, the temperature difference generated between the hot junction side and the cold junction side in the thermoelectric converter 4 located at the lowermost stage passes through the substrate 2 located at the lowermost stage. It is possible to suppress the reduction due to the influence of heat conduction and to obtain a large amount of power generation.
  • the heat transferred from the second portion 27 of the substrate 2 located at the lowermost stage to the first electrode 13 at the lowermost stage passes through the second portion 27 of the substrate 2 located at the second stage, and the first located at the second stage. It can be transmitted to the electrode 13, and can be transmitted to the hot junction side in the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 located in the second stage via the first electrode 13.
  • the heat dissipated through the second portion 27 of the substrate 2 is transferred to the hot junctions in the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 through the second portion 27 of the substrate 2 located on the upper stage of the substrate 2. Since the heat can be transmitted to the side, the heat dissipated can be used effectively. Therefore, the power generation amount can be obtained in each stage of the thermoelectric conversion film 4, and a large power generation amount can be obtained efficiently.
  • thermoelectric conversion device 90 even when heat is transferred from the bottom substrate 2 side, heat is transferred from the first heat transfer plate 3 side.
  • the first heat transfer plate 3 can function as, for example, a heat dissipation or cooling member, so that heat dissipation or cooling by the first heat transfer plate 3 can be performed.
  • the heat transmitted to the substrate 2 located at the uppermost stage is radiated or cooled through the convex portion 21 and the first heat transfer plate 3 rather than moving in the in-plane direction of the substrate 2 located at the uppermost stage. be able to. Accordingly, as a result, the temperature difference between the hot junction side and the cold junction side in the thermoelectric converter 4 of each stage can be effectively increased, and a large amount of power generation can be easily obtained.
  • thermoelectric conversion device 90 in the fifth embodiment shown in FIG. 10 when heat is transmitted from the substrate 2 side located at the lowest level, for example, as shown in FIG. 19, the substrate located at the lowest level (first level).
  • a second heat transfer plate (second heat transfer member according to the present invention) 180 that transfers heat to and from the lowermost substrate 2 may be provided on the second main surface 2b side.
  • the second heat transfer plate 180 is a flat plate member that functions as a heat receiving member in the thermoelectric converter 90, and its lower end surface is in thermal contact with a heat source (not shown). Thereby, the heat from the heat source received by the second heat transfer plate 180 can be transmitted to the first electrode 13 located at the lowermost stage through the second portion 27 of the substrate 2 located at the lowermost stage, and this first electrode 13, it can be transmitted to the hot junction side in the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 located in the lowermost stage.
  • the second heat transfer plate 180 it becomes easier to transfer heat to the substrate 2 positioned at the lowermost stage more efficiently. Accordingly, the temperature difference between the hot junction side and the cold junction side in the thermoelectric converter 4 at each stage can be effectively increased, and a large amount of power generation can be easily obtained.
  • both the second heat transfer plate 180 and the first heat transfer plate 3 function as heat receiving members, and the second heat transfer plate 180 and the first heat transfer plate 3 are used. You may receive heat in both.
  • the heat received by the first heat transfer plate 3 is preferentially transmitted to the first electrode 13 located at the uppermost stage (fourth stage) through the convex portion 21.
  • the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 located at the uppermost stage can be transmitted to the hot junction side through the first electrode 13.
  • the heat transferred to the first electrode 13 located on the uppermost stage can be transferred to the first electrode 13 located on the third stage through the second portion 27 of the substrate 2 located on the uppermost stage. 13 can be transmitted to the hot junction side in the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 located in the third stage.
  • the heat received by the second heat transfer plate 180 is transmitted to the first electrode 13 located at the lowest level through the second portion 27 of the substrate 2 located at the lowest level, as indicated by the dotted arrows in FIG. This can be transmitted to the hot junction side in the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 located at the lowest stage via the first electrode 13. Furthermore, the heat transferred to the first electrode 13 at the lowermost stage can be transferred to the first electrode 13 located at the second stage through the second portion 27 of the substrate 2 located at the second stage. It can be transmitted to the hot junction side in the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 that are located in the second stage.
  • thermoelectric conversion device 90 Even if heat is received by both the second heat transfer plate 180 and the first heat transfer plate 3, the radiated heat can be used effectively. Therefore, the power generation amount can be obtained in each stage of the thermoelectric conversion film 4, and a large power generation amount can be obtained efficiently.
  • air currents such as cooling air
  • thermoelectric conversion device 100 in the sixth embodiment shown in FIG. 11 heat may be transferred from the second heat transfer plate 101 side.
  • the second heat transfer plate 101 can be used as a heat receiving member.
  • the second electrode 14 in each stage functions as a hot junction
  • the first electrode 13 functions as a cold junction.
  • the rear end part 10a of the first thermoelectric conversion film 10 and the front end part 11b of the second thermoelectric conversion film 11 in each stage function as an end part on the cold junction side
  • the front end part 10b of the first thermoelectric conversion film 10 and the first end part 2 The rear end portion 11a of the thermoelectric conversion film 11 functions as an end portion on the hot junction side.
  • thermoelectric conversion device 100 the heat received by the second heat transfer plate 101 is applied to the second electrode 14 located in the lowermost stage through the convex portion 102 and the first portion 26 of the substrate 2 located in the lowermost stage. Via the second electrode 14, it can be transmitted to the hot junction side in the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 located at the lowest stage.
  • the thickness T1 of at least a part of the opposing portion 25 in the substrate 2 positioned at the lowermost stage is formed thinner than at least a part of the other portion of the substrate 2 other than the opposing part 25, the thickness T1 is positioned at the lowest stage. It is possible to suppress the heat transferred to the substrate 2 from moving from the hot junction side to the cold junction side in the substrate 2. Therefore, by utilizing the change in the thickness of the substrate 2, the temperature difference generated between the hot junction side and the cold junction side in the thermoelectric converter 4 located at the lowermost stage passes through the substrate 2 located at the lowermost stage. It is possible to suppress the reduction due to the influence of heat conduction and to obtain a large amount of power generation.
  • the heat transferred from the first portion 26 of the substrate 2 located at the lowermost stage to the second electrode 14 at the lowermost stage passes through the first portion 26 of the substrate 2 located at the second stage, and the second position located at the second stage. It can be transmitted to the electrode 14, and can be transmitted to the hot junction side in the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 located in the second stage via the second electrode 14.
  • the heat dissipated through the first portion 26 of the substrate 2 passes through the first portion 26 of the substrate 2 located on the upper stage of the substrate 2 and the hot junction in the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11. Since the heat can be transmitted to the side, the heat dissipated can be used effectively. Therefore, the power generation amount can be obtained in each stage of the thermoelectric conversion film 4, and a large power generation amount can be obtained efficiently.
  • thermoelectric conversion device 100 As described above, in the thermoelectric conversion device 100 according to the sixth embodiment shown in FIG. 11, even when heat is transferred from the second heat transfer plate 101 side, heat is transferred from the first heat transfer plate 3 side. The same effect can be achieved. Furthermore, when heat is transmitted from the second heat transfer plate 101 side, the first heat transfer plate 3 can function as, for example, heat dissipation or a cooling member, so that the heat dissipation or cooling effect by the first heat transfer plate 3 can be achieved.
  • the cold junction side of the first thermoelectric conversion film 10 and the second thermoelectric conversion film 11 at each stage can be effectively cooled. Accordingly, as a result, the temperature difference between the hot junction side and the cold junction side in the thermoelectric converter 4 of each stage can be effectively increased, and a large amount of power generation can be easily obtained.
  • thermoelectric conversion device it is possible to obtain a large amount of power generation by utilizing the change in the thickness of the substrate, and it is possible to obtain a high-quality and high-performance thermoelectric conversion device with excellent thermoelectric conversion efficiency. Therefore, it has industrial applicability.
  • thermoelectric conversion device 2 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 140, 150, 160, 170 ... thermoelectric conversion device 2 ... board

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

本発明に係る熱電変換装置（１）は、厚さ方向に互いに対向する第１の面（２ａ）及び第２の面（２ｂ）を有する基板（２）と、前記基板（２）の前記第１の面（２ａ）側に配設された熱電変換体（４）と、前記基板（２）の面内方向に沿った第１方向（Ｌ１）に間隔をあけて複数形成され、前記熱電変換体（４）との間で熱伝達を行う伝熱部（２１）と、を備え、前記第１方向（Ｌ１）に隣り合う前記伝熱部（２１）の間には、前記伝熱部（２１）の熱伝導率よりも熱伝導率が低い低熱伝導部（２２）が設けられ、前記基板（２）のうち、前記熱電変換体（４）に対して前記厚さ方向に対向する対向部分（２５）の少なくとも一部の厚さ（Ｔ１）が、前記基板（２）の他の少なくとも一部分の厚さよりも薄い。

Description

熱電変換装置
　本発明は、熱電変換装置に関する。
　本願は、２０１７年３月３日に日本に出願された特願２０１７－０４０５２１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　近年、省エネルギーの観点より、利用されないまま消失している熱の利用が着目されている。特に内燃機関や燃焼装置に関連する分野において、排熱を利用した熱電変換に関する研究が盛んに行われている。
　熱電変換装置の研究においては、これまで室温付近で高い性能を有するＢｉＴｅ系の材料が主流であったが、その毒性や材料コストの上昇の課題があることに加え、材料系としての熱電効率の向上化が限界に近づきつつあることから、研究の主流から外れる傾向にある。そこで近年では、ＢｉＴｅ系の材料に代わって、多層膜やナノコンポジット配合膜などを用いて量子構造によって熱伝導率を下げ、それによって熱電効率を向上させるといった方向に研究の着眼点が移行してきている。
　例えば、下記特許文献１に示されるように、全面に亘って一様な厚さに形成された基板と、基板の第１の面に形成された熱電変換膜と、基板の第１の面側に配設された第１の伝熱部材と、第１の面の反対側に位置する基板の第２の面側に配設された第２の伝熱部材と、を備える熱電変換モジュール（熱電変換装置）が知られている。
　第１の伝熱部材及び第２の伝熱部材の一面には、凸部がそれぞれ設けられている。第１の伝熱部材の凸部は、熱電変換膜の一端部に形成された高温側の電極に接触している。第２の伝熱部材の凸部は、基板の第２の面のうち、熱電変換膜の他端部に形成された低温側の電極に対して基板の厚さ方向に対向する部分に接触している。
国際公開第２０１１／０６５１８５号
　上記従来の熱電変換モジュールでは、第１の伝熱部材からの熱が凸部を介して熱電変換膜に伝わった際に、熱電変換膜を通じて基板にも熱が伝わってしまう。このとき、基板の厚さが全面に亘って一様とされているので、基板に伝わった熱が基板の面内方向に均一に拡がるように移動し易い。そのため、基板を通じて、熱電変換膜の温接点側から冷接点側に向けて熱の伝導が促されてしまい、熱電変換膜の冷接点側が昇温し易かった。
　従って、熱電変換膜の温接点側と冷接点側との間の温度差が小さくなってしまい、発電量が小さくなってしまうという課題があった。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、大きな発電量を得ることができる熱電変換装置を提供することである。
（１）本発明に係る熱電変換装置は、厚さ方向に互いに対向する第１の面及び第２の面を有する基板と、前記基板の前記第１の面側に配設された熱電変換体と、前記基板の面内方向に沿った第１方向に間隔をあけて複数形成され、前記熱電変換体との間で熱伝達を行う伝熱部と、を備え、前記第１方向に隣り合う前記伝熱部の間には、前記伝熱部の熱伝導率よりも熱伝導率が低い低熱伝導部が設けられ、前記基板のうち、前記熱電変換体に対して前記厚さ方向に対向する対向部分の少なくとも一部の厚さが、前記基板の他の少なくとも一部分の厚さよりも薄いことを特徴とする。
　本発明に係る熱電変換装置によれば、第１方向に隣り合う伝熱部の間に、伝熱部の熱伝導率よりも熱伝導率が低い低熱伝導部が設けられているので、伝熱部を通じた熱電変換体との間の熱伝達を、低熱伝導部を通じた熱伝達よりも優先的に行うことができる。これにより、例えば伝熱部を通じて熱電変換体に熱が伝わる場合には、熱電変換体のうち、伝熱部に近い端部を温接点側の端部とすることができ、基板の面内方向に伝熱部から見て温接点側の端部よりも離れた端部を冷接点側の端部とすることができる。従って、熱電変換体において、温接点側と冷接点側との間に温度差を生じさせることができ、ゼーベック効果に基づく起電力を生じさせて発電量を得ることができる。
　ところで上述した場合において、伝熱部から熱電変換体に伝わった熱は、熱電変換体の内部を温接点側から冷接点側に向けて伝導するだけでなく、主に熱電変換体の温接点側から基板に伝わり、該基板を通じて放熱或いは冷却される。このとき、基板は従来のように全面に亘って一様な厚さとされているのではなく、基板のうち熱電変換体に対して厚さ方向に対向する対向部分の少なくとも一部の厚さが、基板の他の少なくとも一部分の厚さよりも薄く形成されている。従って、基板に伝わった熱が基板内部において温接点側から冷接点側に向けて移動してしまうことを抑制することができる。つまり、基板の厚さ変化を利用して、基板内部において温接点側から冷接点側に向かうような熱の伝導を抑制することができる。
　これにより、熱電変換体において温接点側と冷接点側との間に生じる温度差が、基板を介した熱の伝導の影響によって小さくなることを抑制することができ、大きな発電量を得ることができる。
　なお、例えば基板側から熱電変換体に熱が伝わる場合であっても、上述の場合と同様に、基板の厚さ変化を利用して、基板内部において温接点側から冷接点側に向かうような熱の伝導を抑制することができる。従って、熱電変換体において温接点側と冷接点側との間に生じる温度差が、基板を介した熱の伝導の影響によって小さくなることを抑制することができ、大きな発電量を得ることができる。
（２）前記基板の前記第１の面側に配設された第１の伝熱部材を備え、前記熱電変換体及び前記伝熱部は、前記第１の伝熱部材よりも前記基板側に配設されても良い。
　この場合には、例えば第１の伝熱部材を受熱部材として機能させることができ、第１の伝熱部材で受けた熱を、伝熱部を通じて優先的に熱電変換体に伝えることができる。従って、熱電変換体において温接点側と冷接点側との間の温度差を効果的に大きくすることができる。また、例えば基板側から熱電変換体に熱が伝わる場合には、第１の伝熱部材による放熱或いは冷却効果を利用することができるので、同様に、熱電変換体において温接点側と冷接点側との間の温度差を効果的に大きくすることができる。
　従って、第１の伝熱部材を具備することで、熱電変換体において温接点側と冷接点側との間の温度差を効果的に大きくすることができ、大きな発電量を得ることができる。
（３）前記低熱伝導部は、空隙部であっても良い。
　この場合には、低熱伝導部が空隙部、いわゆる空気で満たされた隙間であるので、低熱伝導部を簡便に構成することができる。また、伝熱部よりも低熱伝導部の熱伝導率をより顕著に低くすることができるので、より選択的に伝熱部と熱電変換体との間で熱を伝達させることができ、大きな発電量を得易い。
（４）前記基板のうち、前記第１方向に隣り合う前記伝熱部同士の前記第１方向における中間に位置する第１部分の厚さが、前記対向部分の少なくとも一部の厚さよりも厚くても良い。
　この場合には、第１部分の厚さが、対向部分の少なくとも一部の厚さ（すなわち、対向部分のうち、基板の他の少なくとも一部分の厚さよりも薄い部分の厚さ）よりも厚いので、例えば伝熱部を通じて熱電変換体に熱が伝わる場合には、熱電変換体の冷接点側の端部を、基板の第１部分における放熱或いは冷却効果により、効率良く冷却することができる。従って、熱電変換体において温接点側と冷接点側との間の温度差をより大きくすることができ、より大きな発電量を得ることができる。よって、伝熱部を通じて熱電変換体に熱が伝わる場合には、特に有効である。
（５）前記基板のうち、前記伝熱部に対して前記厚さ方向に対向する第２部分の少なくとも一部の厚さが、前記対向部分の少なくとも一部の厚さよりも厚くても良い。
　この場合には、第２部分の少なくとも一部の厚さが、対向部分の少なくとも一部の厚さ（すなわち、対向部分のうち、基板の他の少なくとも一部分の厚さよりも薄い部分の厚さ）よりも厚いので、例えば伝熱部を通じて熱電変換体に熱が伝わる場合には、熱電変換体の温接点側から基板に伝わった熱を、基板の面内方向に移動させるよりも、基板の第２部分を通じて放熱或いは冷却することができる。これにより、基板内部において、温接点側から冷接点側に向かうような熱の伝導をさらに抑制することができる。従って、熱電変換体において温接点側と冷接点側との間の温度差をさらに大きくすることができ、さらに大きな発電量を得ることができる。
　特にこの場合には、伝熱部側で受ける熱量が大きい場合に有効であり、熱の一部を逃がしながら、熱電変換体において温接点側と冷接点側との間の温度差を確保でき、大きな発電量を得ることができる。
　なお、例えば基板側から熱電変換体に熱が伝わる場合であっても、基板に伝わった熱を、基板の面内方向に移動させるよりも、基板の第２部分及び伝熱部を通じて放熱或いは冷却することができる。従って、基板内部において温接点側から冷接点側に向かうような熱の伝導を抑制することができ、上述の場合と同様に、熱電変換体において温接点側と冷接点側との間に生じる温度差を大きくすることができる。
（６）前記基板のうち、前記第１方向に隣り合う前記伝熱部同士の前記第１方向における中間に位置する第１部分の厚さが、前記対向部分の少なくとも一部の厚さよりも厚く、前記基板のうち、前記伝熱部に対して前記厚さ方向に対向する第２部分の少なくとも一部の厚さが、前記対向部分の少なくとも一部の厚さよりも厚くても良い。
　この場合には、第１部分の厚さ及び第２部分の少なくとも一部の厚さが、対向部分の少なくとも一部の厚さ（すなわち、対向部分のうち、基板の他の少なくとも一部分の厚さよりも薄い部分の厚さ）よりも厚い。従って、例えば伝熱部を通じて熱電変換体に熱が伝わる場合には、熱電変換体の温接点側から基板に伝わった熱を、基板の面内方向に移動させるよりも、基板の第２部分を通じて放熱或いは冷却することができる。また、これと同時に、熱電変換体の冷接点側の端部を、基板の第１部分における放熱或いは冷却効果により、効率良く冷却することができる。
　従って、基板の第２部分を利用した放熱或いは冷却効果と、基板の第１部分を利用した放熱或いは冷却効果と、を両方利用できるので、伝熱部を通じて熱電変換体に伝わる熱量に左右され難く、熱電変換体において温接点側と冷接点側との間の温度差を安定的に大きくすることができる。従って、大きな発電量をより安定的に得ることができる。よって、伝熱部を通じて熱電変換体に熱が伝わる場合には、特に有効である。
（７）前記第２部分のうち、前記対向部分の少なくとも一部の厚さよりも厚い部分の前記第１方向に沿った幅は、前記第１部分のうち、前記対向部分の少なくとも一部の厚さよりも厚い部分の前記第１方向に沿った幅よりも広くても良い。
　この場合には、例えば伝熱部を通じて熱電変換体に熱が伝わる場合において、基板の第１部分を利用した放熱或いは冷却効果よりも、基板の第２部分を利用した放熱或いは冷却効果をより効果的に奏功させることができる。従って、例えば伝熱部を通じて熱電変換体に伝わる熱量が大きい場合には、その熱の一部を基板の第２部分を通じて外部に速やかに逃がし易い。そのため、熱量の大きな熱が、基板内部において温接点側から冷接点側に向かって伝導することを効果的に抑制することができる。従って、伝熱部を通じて熱電変換体に伝わる熱量が大きい場合であっても、熱電変換体において温接点側と冷接点側との間の温度差を大きくすることができ、大きな発電量を得ることができる。
（８）前記第１部分のうち、前記対向部分の少なくとも一部の厚さよりも厚い部分の前記第１方向に沿った幅は、前記第２部分のうち、前記対向部分の少なくとも一部の厚さよりも厚い部分の前記第１方向に沿った幅よりも広くても良い。
　この場合には、例えば伝熱部を通じて熱電変換体に熱が伝わる場合において、基板の第２部分を利用した放熱或いは冷却効果よりも、基板の第１部分を利用した放熱或いは冷却効果をより効果的に奏功させることができる。従って、基板の第１部分における放熱或いは冷却効果により、熱電変換体の冷接点側を効果的に冷却し易い。従って、熱電変換体において温接点側と冷接点側との間の温度差を大きくすることができ、大きな発電量を得ることができる。
（９）（４）に記載の熱電変換装置において、前記基板の前記第２の面側に配設された第２の伝熱部材を備え、前記第２の伝熱部材は、前記基板の前記第１部分と熱的に接合され、前記対向部分よりも前記第１部分との間で熱伝達を行っても良い。
　この場合には、例えば伝熱部を通じて熱電変換体に熱が伝わる場合には、第２の伝熱部材による放熱或いは冷却効果を利用して、基板の第１部分を通じて熱電変換体の冷接点側をさらに効果的に冷却し易い。従って、熱電変換体において温接点側と冷接点側との間の温度差を効果的に大きくすることができ、大きな発電量を得ることができる。
（１０）（５）に記載の熱電変換装置において、前記基板及び前記熱電変換体が前記厚さ方向に多段に重なった熱電変換モジュールを備え、前記第２の面から前記第１の面に向かう方向を上方向としたとき、前記伝熱部は、多段に重なった前記熱電変換体のうち、前記厚さ方向の最上段に位置する前記熱電変換体との間で熱伝達を行い、多段に重なった前記熱電変換体のうち、前記厚さ方向の最上段以外の段に位置する前記熱電変換体は、その上段に位置する前記基板の前記第２部分に熱的に接合され、その上段に位置する前記基板の前記対向部分よりも、その上段に位置する前記基板の前記第２部分との間で熱伝達を行っても良い。
　この場合には、基板及び熱電変換体が多段化された熱電変換モジュールを備えているので、例えば最上段に位置する熱電変換体に伝熱部を通じて熱が伝えられる場合、最上段に位置する基板の第２部分を通じて放熱される熱を、その基板の下段側に位置する熱電変換体の温接点側の端部に伝えることができるので、この熱電変換体を利用して発電量をさらに得ることができる。このように、基板及び熱電変換体を多段化しているので、放熱される熱を有効に利用することができ、各段の熱電変換体において発電量を得ることができる。従って、大きな発電量を効率良く得ることができる。
（１１）（１０）に記載の熱電変換装置において、多段に重なった前記基板のうち、前記厚さ方向の最下段に位置する前記基板の前記第２の面側に配設された第２の伝熱部材を備え、前記第２の伝熱部材は、多段に重なった前記基板のうち、最下段に位置する前記基板の前記第２部分と熱的に接合され、最下段に位置する前記基板の前記対向部分よりも、最下段に位置する前記基板の前記第２部分との間で熱伝達を行っても良い。
　この場合には、第２の伝熱部材を受熱部材として利用することができ、第２の伝熱部材側から熱が伝わる場合にも対応することが可能である。すなわち、第２の伝熱部材で受けた熱を、最下段に位置する基板の第２部分を通じて、最下段に位置する熱電変換体の温接点側の端部に伝えることができると共に、最下段に位置する基板の第２部分を通じて放熱される熱を、該基板の上段側に位置する２段目の基板の第２部分を通じて、２段目に位置する熱電変換体の温接点側の端部に伝えることができる。このように、第２の伝熱部材側から熱が伝わる場合であっても、放熱される熱を有効に利用することができ、各段の熱電変換体において発電量を得ることができる。従って、大きな発電量を効率良く得ることができる。
　特に、伝熱部を通じて最上段に位置する熱電変換体に熱が伝えられ、且つ第２の伝熱部材を通じて最下段に位置する熱電変換体に熱が伝えられる場合、すなわち厚さ方向の両方から熱が伝わる場合にも好適に対応することが可能である。
（１２）（４）に記載の熱電変換装置において、前記基板及び前記熱電変換体が前記厚さ方向に多段に重なった熱電変換モジュールを備え、前記第２の面から前記第１の面に向かう方向を上方向としたとき、前記伝熱部は、多段に重なった前記熱電変換体のうち、前記厚さ方向の最上段に位置する前記熱電変換体との間で熱伝達を行い、多段に重なった前記熱電変換体のうち、前記厚さ方向の最上段以外の段に位置する前記熱電変換体は、その上段に位置する前記基板の前記第１部分に熱的に接合され、その上段に位置する前記基板の前記対向部分よりも、その上段に位置する前記基板の前記第１部分との間で熱伝達を行っても良い。
　この場合には、基板及び熱電変換体が多段化された熱電変換モジュールを備えているので、各段の熱電変換体において発電量を得ることができる。従って、大きな発電量を効率良く得ることができる。特に、例えば最上段に位置する熱電変換体に伝熱部を通じて熱が伝えられる場合、各段の熱電変換体の冷接点側の端部を、各段の基板の第１部分を通じて効率良く冷却することができるので、各段の熱電変換体において温接点側と冷接点側との間の温度差を効果的に大きくすることができる。従って、このことによっても、大きな発電量を得やすい。
（１３）（６）から（８）のいずれか１つに記載の熱電変換装置において、前記基板及び前記熱電変換体が前記厚さ方向に多段に重なった熱電変換モジュールを備え、前記第２の面から前記第１の面に向かう方向を上方向としたとき、前記伝熱部は、多段に重なった前記熱電変換体のうち、前記厚さ方向の最上段に位置する前記熱電変換体との間で熱伝達を行い、多段に重なった前記熱電変換体のうち、前記厚さ方向の最上段以外の段に位置する前記熱電変換体は、その上段に位置する前記基板の前記第１部分及び前記第２部分に熱的に接合され、その上段に位置する前記基板の前記対向部分よりも、その上段に位置する前記基板の前記第１部分及び前記第２部分との間で熱伝達を行っても良い。
　この場合には、基板及び熱電変換体が多段化された熱電変換モジュールを備えているので、例えば最上段に位置する熱電変換体に伝熱部を通じて熱が伝えられる場合、最上段に位置する基板の第２部分を通じて放熱される熱を、その基板の下段側に位置する熱電変換体の温接点側の端部に伝えることができるので、この熱電変換体を利用して発電量をさらに得ることができる。このように、基板及び熱電変換体を多段化しているので、放熱される熱を有効に利用することができ、各段の熱電変換体において発電量を得ることができる。従って、大きな発電量を効率良く得ることができる。
　さらに、各段の熱電変換体の冷接点側の端部を、各段の基板の第１部分を通じて効率良く冷却することができるので、各段の熱電変換体において温接点側と冷接点側との間の温度差を効果的に大きくすることができる。従って、このことによっても、大きな発電量を得やすい。
（１４）（１２）又は（１３）に記載の熱電変換装置において、多段に重なった前記基板のうち、前記厚さ方向の最下段に位置する前記基板の前記第２の面側に配設された第２の伝熱部材を備え、前記第２の伝熱部材は、多段に重なった前記基板のうち、最下段に位置する前記基板の前記第１部分と熱的に接合され、最下段に位置する前記基板の前記対向部分よりも、最下段に位置する前記基板の前記第１部分との間で熱伝達を行っても良い。
　この場合には、例えば最上段に位置する熱電変換体に伝熱部を通じて熱が伝えられる場合、第２の伝熱部材による冷却効果を利用して、最下段に位置する基板の第１部分を通じて熱電変換体の冷接点側の端部を効果的に冷却することができる。そのため、結果的に各段における基板の第１部分を通じて、各段の熱電変換体の冷接点側の端部を効果的に冷却でき、各段の熱電変換体において温接点側と冷接点側との間の温度差を効果的に大きくすることができる。
　本発明によれば、基板の厚さ変化を利用して大きな発電量を得ることができ、熱電変換効率に優れた高品質、高性能な熱電変換装置とすることができる。
本発明に係る熱電変換装置の第１実施形態を示す分解斜視図である。 図１に示す基板を第１主面側から見た平面図である。 図１に示すＡ－Ａ線に沿った熱電変換装置の縦断面図である。 第１実施形態の変形例を示す図であって、熱電変換装置の縦断面図（図３の視点に対応した縦断面図）である。 本発明に係る熱電変換装置の第２実施形態を示す縦断面図（図３の視点に対応した縦断面図）である。 本発明に係る熱電変換装置の第３実施形態を示す縦断面図（図３の視点に対応した縦断面図）である。 第３実施形態の変形例を示す図であって、熱電変換装置の縦断面図（図３の視点に対応した縦断面図）である。 第３実施形態の別の変形例を示す図であって、熱電変換装置の縦断面図（図３の視点に対応した縦断面図）である。 本発明に係る熱電変換装置の第４実施形態を示す縦断面図（図３の視点に対応した縦断面図）である。 本発明に係る熱電変換装置の第５実施形態を示す縦断面図（図３の視点に対応した縦断面図）である。 本発明に係る熱電変換装置の第６実施形態を示す縦断面図（図３の視点に対応した縦断面図）である。 第６実施形態の変形例を示す図であって、熱電変換装置の縦断面図（図３の視点に対応した縦断面図）である。 第１実施形態の別の変形例を示す図であって、熱電変換装置の縦断面図（図３の視点に対応した縦断面図）である。 第１実施形態のさらに別の変形例を示す図であって、熱電変換装置の縦断面図（図３の視点に対応した縦断面図）である。 第１実施形態のさらに別の変形例を示す図であって、熱電変換装置の縦断面図（図３の視点に対応した縦断面図）である。 図１５に示す基板を第１主面側から見た平面図である。 第１実施形態のさらに別の変形例を示す図であって、熱電変換装置の縦断面図（図３の視点に対応した縦断面図）である。 本発明に係る熱電変換装置の変形例を示す図であって、熱電変換装置の縦断面図（図３の視点に対応した縦断面図）である。 第５実施形態の変形例を示す図であって、熱電変換装置の縦断面図（図３の視点に対応した縦断面図）である。
（第１実施形態）
　以下、本発明に係る熱電変換装置の第１実施形態について図面を参照して説明する。
　図１～図３に示すように、本実施形態の熱電変換装置１は、厚さ方向に互いに対向する第１主面（本発明に係る第１の面）２ａ及び第２主面（本発明に係る第２の面）２ｂを有する基板２と、基板２の第１主面２ａ側に配設された第１伝熱板（本発明に係る第１の伝熱部材）３と、基板２と第１伝熱板３との間に配設された熱電変換膜（本発明に係る熱電変換体）４と、を備えている。つまり、熱電変換膜４は、第１伝熱板３よりも基板２側に配設されている。
　本実施形態では、基板２の厚さ方向に沿った第１伝熱板３側を上方、その反対方向を下方という。すなわち、基板２の第２主面２ｂから第１主面２ａに向かう方向を上方、その反対方向を下方という。また、基板２の面内に沿う方向のうち一方向を第１方向Ｌ１といい、第１方向Ｌ１に直交する方向を第２方向Ｌ２という。
　また本実施形態では、第１伝熱板３側から熱電変換膜４側に熱が伝わる場合を例に挙げて説明する。ただし、この場合に限定されるものではなく、基板２側から熱電変換膜４側に熱が伝わる場合であっても構わない。
（基板）
　基板２は、第２方向Ｌ２よりも第１方向Ｌ１に長い平面視矩形状に形成されている。ただし、基板２の形状は、この場合に限定されるものではなく、例えば平面視正方形状に形成されていても構わない。
　基板２の一例としては、例えばシート抵抗が１０Ω以上の高抵抗シリコン（Ｓｉ）基板が挙げられる。なお、抵抗値としては１０Ω以上に限定されるものではないが、熱電変換膜４間における電気的な短絡を防止する観点において、シート抵抗が１０Ω以上の高抵抗基板を用いることが好ましい。
　ただし、基板２としては、高抵抗シリコン基板に限定されるものではなく、例えば基板内部に酸化絶縁層を有する高抵抗ＳＯＩ基板、その他の高抵抗単結晶基板、或いはセラミック基板であっても構わない。また、シート抵抗が１０Ω以下の低抵抗基板を基板２として用いることも可能である。この場合には、例えば低抵抗基板の表面と熱電変換膜４との間に、高抵抗の材料を設ければ良い。
　基板２は、全面に亘って厚さが一様に形成されているのではなく、基板２に形成された凹部６によって選択的に厚さが薄くなるように形成されている。これについては、後に詳細に説明する。ただし、部分的に厚さが薄くなっていたとしても、基板２全体としては所定の剛性を有している。
（熱電変換膜）
　熱電変換膜４は、基板２の第１主面２ａ上に形成され、複数の第１熱電変換膜１０、及び複数の第２熱電変換膜１１を備えている。
　第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１は、第１方向Ｌ１に沿って一定の隙間をあけて交互に並ぶように配置されている。本実施形態では、第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１は、互いに同じ数だけ形成され、具体的には共に４つ形成されている。
　ただし、第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１の数は、４つに限定されるものではなく、例えば熱電変換装置１の全体サイズ、用途、使用環境等に応じて適宜変更して構わない。
　上述のように第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１が第１方向Ｌ１に沿って交互に配置されているので、第１熱電変換膜１０の１つが第１方向Ｌ１に沿った一方向側の最も外側に位置し、第２熱電変換膜１１の１つが第１方向Ｌ１に沿った他方向側の最も外側に位置する。
　本実施形態では、第１熱電変換膜１０の１つが最も外側に位置する上記一方向側を前方といい、第２熱電変換膜１１の１つが最も外側に位置する上記他方向側を後方という。
　第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１は、第１方向Ｌ１よりも第２方向Ｌ２に長い平面視矩形状にそれぞれ形成され、互いに同形、同サイズに形成されている。これら第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１は、例えばスパッタ装置を用いて基板２の第１主面２ａ上に成膜され、その後、エッチング加工によって選択的にパターニングされることで、第１方向Ｌ１に沿って一定の間隔をあけて交互に並んで配置されるように形成されている。
　ただし、第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１の形成方法は、この場合に限定されるものではなく、その他の方法で形成しても構わない。
　第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１は、半導体多層膜とされている。
　具体的には、第１熱電変換膜１０は、高濃度（例えば１０１８～１０１９ｃｍ－３）のアンチモン（Ｓｂ）がそれぞれドープされたｎ型のシリコン（Ｓｉ）とｎ型のシリコン・ゲルマニウム合金（ＳｉＧｅ）との多層膜で形成され、ｎ型半導体として機能する。第２熱電変換膜１１は、高濃度（例えば１０１８～１０１９ｃｍ－３）のボロン（Ｂ）がそれぞれドープされたｐ型のシリコン（Ｓｉ）とｐ型のシリコン・ゲルマニウム合金（ＳｉＧｅ）との多層膜で形成され、ｐ型半導体として機能する。
　これにより、ｎ型半導体である第１熱電変換膜１０は、冷接点側から温接点側に向けて（すなわち後述する第２電極１４側から第１電極１３側に向けて）電流が流れ、ｐ型半導体である第２熱電変換膜１１は、温接点側から冷接点側に向けて（すなわち後述する第１電極１３側から第２電極１４側に向けて）電流が流れる。
　なお、複数の第１熱電変換膜１０は、互いに同じ構成からなるｎ型半導体多層膜であっても構わないし、互いに異なる構成のｎ型半導体多層膜であっても構わない。同様に、複数の第２熱電変換膜１１は、互いに同じ構成からなるｐ型半導体多層膜であっても構わないし、互いに異なる構成のｐ型半導体多層膜であっても構わない。
　さらに、第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１は、半導体多層膜に限定されるものではなく、ｐ型又はｎ型半導体の単層膜でもよい。また、半導体として酸化物の半導体を用いることもできる。さらに、第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１は、例えば有機高分子膜、金属膜など、他の熱電変換膜で形成されていても構わない。
（電極）
　基板２の第１主面２ａ上には、隣り合う第１熱電変換膜１０と第２熱電変換膜１１とを電気的に接続する電極１２が複数形成されている。
　電極１２は、第１熱電変換膜１０と第２熱電変換膜１１との間に配置されているだけでなく、最も前方寄りに位置する第１熱電変換膜１０のさらに前方側に位置するように配置されていると共に、最も後方寄りに位置する第２熱電変換膜１１のさらに後方側に位置するように配置されている。
　電極１２は、平面視で第２方向Ｌ２に長い縦長状に形成され、第２方向Ｌ２に沿った長さが第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１と同等の長さとなるように形成されている。
　ただし、第２方向Ｌ２に沿った電極１２の長さは、第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１よりも長くても構わないし、短くても良い。
　電極１２はその厚さが第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１の膜厚よりも厚く形成されており、第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１よりも上方に突出している。
　ただし、この場合に限定されるものではなく、例えば電極１２の厚さが第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１の膜厚と同等であっても、第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１の膜厚よりも薄くても構わない。
　複数の電極１２のうち、第１熱電変換膜１０に隣接し、且つ第１熱電変換膜１０の後方に位置する電極１２は、第１電極１３として機能する。複数の電極１２のうち残りの電極１２、すなわち第１熱電変換膜１０に隣接し、且つ第１熱電変換膜１０の前方に位置する電極１２は、第２電極１４として機能する。なお、最も後方に位置する電極１２についても、第２電極１４として機能する。
　これにより、各第１熱電変換膜１０における後端部１０ａは、第２方向Ｌ２の全長に亘って第１電極１３に接触している。また、各第１熱電変換膜１０における前端部１０ｂは、第２方向Ｌ２の全長に亘って第２電極１４に接触している。
　同様に、各第２熱電変換膜１１における前端部１１ｂは、第２方向Ｌ２の全長に亘って第１電極１３に接触している。また、各第２熱電変換膜１１における後端部１１ａは、第２方向Ｌ２の全長に亘って第２電極１４に接触している。
　従って、第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１は、第１電極１３及び第２電極１４を介して電気的に直列に接続されている。
　図１～図３に示す例では、第１電極１３は、後述する凸部２１を介して第１伝熱板３に熱的に接続され、第１伝熱板３からの熱を第１熱電変換膜１０の後端部１０ａ及び第２熱電変換膜１１の前端部１１ｂに伝える機能を有している。よって、第１電極１３は温接点として機能する。これに対して、第２電極１４は、第１方向Ｌ１に隣り合う第１電極１３の中間に位置し、冷接点として機能する。
　なお、第１熱電変換膜１０の後端部１０ａ及び第２熱電変換膜１１の前端部１１ｂは、凸部２１に対して近接する位置に配置された温接点側の端部として機能する。これに対して、第１熱電変換膜１０の前端部１０ｂ及び第２熱電変換膜１１の後端部１１ａは、基板２の面内方向に、凸部２１から見て上記温接点側の端部（後端部１０ａ及び前端部１１ｂ）よりも離れた位置に配置され、冷接点側の端部として機能する。
　なお、電極１２の材料としては、例えば導電性及び熱伝導率が高く、パターニングによる形状加工を行い易い材料が好ましく、銅（Ｃｕ）又は金（Ａｕ）などの金属材料が特に好ましい。
　ただし、電極１２の材料としては、金属材料に限定されるものではなく、導電性を有し、空気の熱伝導率よりも熱伝導率が高い材料で形成されていれば良い。
（端子）
　基板２の第１主面２ａ上には第１端子１５及び第２端子１６がさらに形成されている。
　第１端子１５は、最も前方寄りに位置する第２電極１４のさらに前方側に位置するように形成され、第２電極１４に対して接触して電気的に接続されている。第２端子１６は、最も後方寄りに位置する第２電極１４のさらに後方側に位置するように形成され、第２電極１４に対して接触して電気的に接続されている。
　第１端子１５は、第１熱電変換膜１０、第２熱電変換膜１１、第１電極１３、第２電極１４、第１端子１５及び第２端子１６で構成される熱電変換回路の電気的な始端となる。これに対して、第２端子１６は上記熱電変換回路の終端となる。これら第１端子１５及び第２端子１６は、図示しない外部回路と電気的に接続される。これにより、第１端子１５及び第２端子１６を通じて、熱電変換装置１から起電力を取り出すことが可能とされている。
　なお、第１端子１５及び第２端子１６の材料としては、例えば導電性が高く、パターニングによる形状加工を行い易い材料が好ましく、銅（Ｃｕ）又は金（Ａｕ）などの金属材料が特に好ましい。
　ただし、第１端子１５及び第２端子１６の材料としては、金属材料に限定されるものではなく、導電性を有する材料で形成されていれば良い。
（第１伝熱板、凸部）
　第１伝熱板３は平板状の部材であり、熱電変換装置１における受熱部材として機能し、熱電変換膜４を挟んで基板２の上方に配設されている。
　第１伝熱板３は、基板２の形状に対応して、第２方向Ｌ２よりも第１方向Ｌ１に長い平面視矩形状に形成されていると共に、基板２の外形と同サイズに形成されている。なお、第１伝熱板３の上面は全面に亘って平坦な受熱面２０とされている。
　ただし、第１伝熱板３の外形サイズは、この場合に限定されるものではなく、例えば基板２よりも大きな外形サイズの平板状に形成し、受熱面２０の面積を大きくしても構わない。
　第１伝熱板３よりも基板２側に位置する部分には、第１伝熱板３との間、及び熱電変換膜４との間で熱伝達を行う凸部（本発明に係る伝熱部）２１が設けられている。本実施形態の場合では、凸部２１は第１伝熱板３側から熱電変換膜４側に向けて熱を伝える。
　凸部２１は、第１伝熱板３と一体に形成されていると共に第１伝熱板３の下面から下方に向けて突出するように形成され、第１方向Ｌ１に一定の間隔をあけて複数形成されている。
　具体的には、凸部２１は、第１電極１３の個数に対応して、第１方向Ｌ１に間隔をあけて４つ形成され、温接点として機能する各第１電極１３に対して上方から対向するように配置されている。これにより、冷接点として機能する第２電極１４は、第１方向Ｌ１に隣り合う凸部２１同士の中間に位置している。
　凸部２１は、第１電極１３の形状に対応して、平面視で第２方向Ｌ２に長い縦長に形成されている。具体的には、凸部２１は、第２方向Ｌ２に沿って第１伝熱板３の全長に亘って縦長に形成され、第１電極１３よりも第２方向Ｌ２に長く形成されている。
　ただし、第２方向Ｌ２に沿った凸部２１の長さは、第１電極１３の長さと同等、或いは第１電極１３よりも短くても構わない。
　凸部２１の下端面は、平坦に形成されている。第１方向Ｌ１に沿った凸部２１の幅は、第１方向Ｌ１に沿った第１電極１３の幅と同等とされている。ただし、第１方向Ｌ１に沿った凸部２１の幅は、第１方向Ｌ１に沿った第１電極１３の幅よりも広くても構わないし、狭くても構わない。
　上述のように構成された凸部２１は、第１電極１３に対して、図示しない絶縁性部材を介して電気的に絶縁された状態で熱的に接合されている。なお、凸部２１の下端面と第１電極１３の上端面とを、絶縁性部材を介してできるだけ面接触に近い状態で接合することが好ましい。この場合には、上述した熱的な接合を安定して行えると共に、第１伝熱板３を安定して組み合わせることができる。
　なお、絶縁性部材としては、空気の熱伝導率よりも熱伝導率の高い材料で形成され、例えばＵＶ硬化型樹脂やシリコン系樹脂、熱伝導グリース（例えばシリコーン系のグリースや、金属酸化物を含む非シリコーン系のグリース等）などが挙げられる。
　第１伝熱板３の下面に複数の凸部２１が形成されているので、第１方向Ｌ１に隣り合う凸部２１の間には、空隙部（本発明に係る低熱伝導部）２２が設けられている。図３に示す例では、第１方向Ｌ１に隣り合う凸部２１の間が低熱伝導部（空隙部２２）とされている。空隙部２２は、凸部２１の形成箇所を除いた第１伝熱板３の下面と、熱電変換膜４及び第２電極１４と、の間に形成された空間、すなわち空気層であって、凸部２１の熱伝導率よりも熱伝導率が低い。
　第１伝熱板３は、空気の熱伝導率よりも熱伝導率が高い材料で形成されている。従って、受熱面２０を介して第１伝熱板３で受けた熱を、優先的に凸部２１を通じて第１電極１３に伝え、該第１電極１３を介して第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１に伝えることが可能とされている。すなわち、第１伝熱板３で受けた熱が、凸部２１を通らずに、上記空隙部２２を介して熱電変換膜４側に伝わってしまうよりも優先して、凸部２１及び第１電極１３を通じて熱電変換膜４側に伝わる。
　なお、第１伝熱板３の材料としては、基板２の熱伝導率よりも高いことが好ましく、熱伝導率がさらに高く、凸部２１などの凸形状を加工し易い材料、例えばアルミニウム（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）などの金属材料が特に好ましい。
（基板の厚さ）
　先に述べたように、基板２は全面に亘って厚さが一様に形成されているのではなく、凹部６によって選択的に厚さが薄くなるように形成されている。この点について詳細に説明する。
　図３に示すように、基板２には、第２主面２ｂ側に開口した平面視矩形状の上記凹部６が第１方向Ｌ１に間隔をあけて複数形成されている。具体的に凹部６は、第１熱電変換膜１０、第２熱電変換膜１１及び第１電極１３の下方に位置するように形成されている。
　これにより、基板２のうち、第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１に対して厚さ方向に対向する対向部分２５における少なくとも一部の厚さＴ１は、対向部分２５以外の基板２の他の少なくとも一部分（例えば、後述する基板２の第１部分２６）の厚さよりも薄くなっている。また、基板２のうち、凸部２１及び第１電極１３に対して厚さ方向に対向する第２部分２７の厚さは、上述した対向部分２５における少なくとも一部の厚さＴ１と同じ厚さとされている。
　さらに、上述のように第１熱電変換膜１０、第２熱電変換膜１１及び第１電極１３の下方に位置するように凹部６が形成されているので、基板２のうち、第１方向Ｌ１に隣り合う凸部２１同士の第１方向Ｌ１における中間に位置する第１部分２６の厚さＴ２は、上述した対向部分２５における少なくとも一部の厚さＴ１よりも厚くなっている。つまり、図３に示す例では、基板２における第２部分２７の厚さは、第１部分２６の厚さＴ２よりも薄くなっている。
　なお、図３に示す例では、第１部分２６は、第１方向Ｌ１に隣り合う凸部２１同士の中間に位置する仮想の中間線Ｃ上に位置し、且つ基板２のうち第２電極１４に対して厚さ方向に対向する部分とされている。
　また、第１部分２６の厚さＴ２は、対向部分２５における少なくとも一部の厚さＴ１よりも厚く形成されていれば良く、例えば基板２のうち対向部分２５以外の部分の厚さよりも薄くても構わない。
（熱電変換装置の作用）
　次に、上述のように構成された熱電変換装置１の作用について説明する。
　はじめに、熱電変換装置１において、熱電変換は第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１のゼーベック効果を用いて行われる。下記式（１）は、ゼーベック効果に関する式である。
　Ｅ＝Ｓ×｜△Ｔ｜・・・式（１）
　式（１）におけるＥ（Ｖ）は、熱電変換によって得られる電場（起電力）であり、式（１）に示されるように、第１熱電変換膜１０又は第２熱電変換膜１１の材料定数であるゼーベック係数Ｓ（Ｖ／Ｋ）と、第１熱電変換膜１０又は第２熱電変換膜１１における前端部１０ｂ、１１ｂと後端部１０ａ、１１ａとの間の温度差△Ｔ（Ｋ）と、により規定される。
　本実施形態の熱電変換装置１によれば、図３に示す点線矢印のように、受熱面２０を介して第１伝熱板３で受けた熱を、凸部２１を通じて優先的に第１電極１３に伝えることができると共に、第１電極１３から第１熱電変換膜１０の後端部１０ａ及び第２熱電変換膜１１の前端部１１ｂに熱を伝えることができる。
　そのため、第１熱電変換膜１０において、温接点である第１電極１３側に位置する後端部１０ａ（温接点側の端部）と、冷接点である第２電極１４側に位置する前端部１０ｂ（冷接点側の端部）と、の間に温度差を生じさせることができる。同様に、第２熱電変換膜１１において、温接点である第１電極１３側に位置する前端部１１ｂ（温接点側の端部）と、冷接点である第２電極１４側に位置する後端部１１ａ（冷接点側の端部）と、の間に温度差を生じさせることができる。
　従って、第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１のそれぞれにおいて、ゼーベック効果に基づく起電力を生じさせることができる。
　特に、第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１が直列に電気接続されているので、第１端子１５及び第２端子１６を通じて、第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１のそれぞれから生じた起電力を総和した起電力を得ることができ、熱電変換膜４の数に応じた発電量を得ることができる。
　上記起電力について詳細に説明すると、第１熱電変換膜１０はｎ型半導体であるので、冷接点となる第２電極１４側から温接点となる第１電極１３側に向けて、図２に示す矢印Ｆ１のように電流が流れる。これに対して、第２熱電変換膜１１はｐ型半導体であるので、温接点となる第１電極１３側から冷接点となる第２電極１４側に向けて、図２に示す矢印Ｆ２のように電流が流れる。
　従って、第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１において、同じ向きの起電力を生じさせることができ、上述したように複数の第１熱電変換膜１０及び複数の第２熱電変換膜１１のそれぞれで生じた起電力を、第１端子１５及び第２端子１６を通じて、その総和として取り出すことができる。
　ところで、凸部２１を介して第１伝熱板３から第１電極１３に伝わった熱は、第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１に伝わり、これら第１熱電変換膜１０の内部及び第２熱電変換膜１１の内部を移動するだけでなく、主に第１電極１３から基板２にも伝わり、該基板２を通じて放熱或いは冷却される。
　このとき、本実施形態の基板２は、従来のように全面に亘って一様な厚さとされているのではなく、部分的に厚さが変化している。
　つまり、基板２における対向部分２５の少なくとも一部の厚さＴ１が、対向部分２５以外の基板２の他の少なくとも一部分よりも薄く形成されているので、第１電極１３から基板２に伝わった熱が、基板２内部において温接点側から冷接点側に向けて移動してしまうことを抑制することができる。つまり、基板２の厚さ変化を利用して、基板２内部において、温接点側から冷接点側に向かうような熱の伝導を抑制することができる。
　従って、第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１において、温接点側と冷接点側との間に生じる温度差が、基板２を介した熱の伝導の影響によって小さくなることを抑制することができ、大きな発電量を得ることができる。
　以上説明したように、本実施形態の熱電変換装置１によれば、基板２の厚さ変化を利用することで大きな発電量を得ることができ、熱電変換効率に優れた高品質、高性能な熱電変換装置１とすることができる。また、基板２の厚さを変化させるだけの簡便な構成で済むので、熱電変換装置１の構成の簡略化を図ることができると共に、軽量化にも繋げることができる。
　それに加え、基板２における第１部分２６の厚さＴ２が、対向部分２５の少なくとも一部の厚さＴ１よりも厚いので、第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１の冷接点側の端部、すなわち第１熱電変換膜１０の前端部１０ｂ及び第２熱電変換膜１１後端部１１ａを、基板２の第１部分２６における放熱或いは冷却効果により効率良く冷却することができる。
　従って、第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１において、温接点側と冷接点側との間の温度差をより大きくすることができ、より大きな発電量を得ることができる。
（第１実施形態の変形例）
　上述した第１実施形態では、基板２における対向部分２５の少なくとも一部の厚さ及び第２部分２７の厚さを、ともに厚さＴ１としたが、例えば図４に示すように、基板２を厚み方向に貫通するように凹部６を形成することで、基板２を部分的に除去しても構わない。つまり、基板２の対向部分２５及び第２部分２７を除去しても構わない。
　このように構成した熱電変換装置３０の場合には、第１実施形態と同様の作用効果を、さらに効果的に奏功することができる。
　なお、基板２を厚み方向に貫通するように凹部６を形成する構成は、第１実施形態以外の他の実施形態に採用しても構わない。
　また、図４に示す例において、第１熱電変換膜１０、第２熱電変換膜１１、第１電極１３及び第２電極１４を、例えば基板２の面内方向に互いに密に接合させ、全体として一定の剛性を有するように組み合わせることが好ましい。これにより、基板２を貫通するように凹部６を形成したとしても、基板２と第１伝熱板３との間に、第１熱電変換膜１０、第２熱電変換膜１１、第１電極１３及び第２電極１４を安定した状態で配設させることができる。
（第２実施形態）
　次に、本発明に係る熱電変換装置の第２実施形態について図面を参照して説明する。
　なお、第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
　図５に示すように、本実施形態の熱電変換装置４０は、基板２に形成される凹部６の位置が第１実施形態と異なっている。本実施形態の凹部６は、基板２の第２主面２ｂ側に開口すると共に、第１熱電変換膜１０、第２熱電変換膜１１及び第２電極１４の下方に位置するように基板２に形成されている。
　なお、本実施形態の熱電変換装置４０は、第１実施形態に対して上述した点が主に異なっているだけで、それ以外の構成については第１実施形態と同じである。さらに本実施形態においても、第１実施形態と同様に、第１伝熱板３側から熱電変換膜４側に熱が伝わる場合を例に挙げて説明する。
　上述した位置に凹部６が形成されているので、基板２における第１部分２６の厚さは、対向部分２５の少なくとも一部の厚さと同じ厚さＴ１とされている。また、基板２における第２部分２７の厚さＴ３は、対向部分２５における少なくとも一部の厚さＴ１よりも厚くなっている。また、図５に示す例では、基板２における第１部分２６の厚さは、第２部分２７の少なくとも一部の厚さＴ３よりも薄くなっている。
　ただし、第２部分２７の厚さＴ３は、対向部分２５における少なくとも一部の厚さＴ１よりも厚く形成されていれば良く、例えば基板２のうち対向部分２５以外の部分の厚さよりも薄くても構わない。
（熱電変換装置の作用）
　上述したように構成された本実施形態の熱電変換装置４０によれば、図５に示す点線矢印のように、第１電極１３を介して凸部２１から基板２に伝わった熱を、基板２の面内方向に伝熱させるよりも、基板２の第２部分２７を通じて放熱或いは冷却することができる。これにより、基板２内部において温接点側から冷接点側に向かうような熱の伝導をさらに抑制することができる。
　従って、第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１において、温接点側と冷接点側との間の温度差をより大きくすることができ、より大きな発電量を得ることができる。
　特に、第１伝熱板３が受ける熱量が大きい場合には有効であり、熱の一部を基板２の第２部分２７を通じて外部に逃がしながら、第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１において、温接点側と冷接点側との間の温度差を確保でき、大きな発電量を得ることができる。
（第３実施形態）
　次に、本発明に係る熱電変換装置の第３実施形態について図面を参照して説明する。
　なお、第３実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
　図６に示すように、本実施形態の熱電変換装置５０は、基板２に形成される凹部６の位置が第１実施形態と異なっている。本実施形態の凹部６は、基板２の第２主面２ｂ側に開口すると共に、第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１の下方に位置するように基板２に形成されている。
　なお、本実施形態の熱電変換装置５０は、第１実施形態に対して上述した点が主に異なっているだけで、それ以外の構成については第１実施形態と同じである。さらに本実施形態においても、第１実施形態と同様に、第１伝熱板３側から熱電変換膜４側に熱が伝わる場合を例に挙げて説明する。
　上述した位置に凹部６が形成されているので、基板２における第２部分２７の厚さＴ３は、第１部分２６の厚さＴ２と同じ厚さとされている。
　ただし、第２部分２７の厚さＴ３は、第１部分２６の厚さＴ２と同じ厚さである必要がなく、対向部分２５における少なくとも一部の厚さＴ１よりも厚ければ、第１部分２６の厚さＴ２よりも厚い或いは薄くても構わない。
　なお、本実施形態では、第１部分２６の第１方向に沿った幅Ｗ１と、第２部分２７の第１方向に沿った幅Ｗ２と、は同じ幅とされている。
（熱電変換装置の作用）
　上述したように構成された本実施形態の熱電変換装置５０によれば、第１実施形態と同様に、第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１の冷接点側の端部、すなわち第１熱電変換膜１０の前端部１０ｂ及び第２熱電変換膜１１の後端部１１ａを、基板２の第１部分２６における放熱或いは冷却効果により、効率良く冷却することができる。
　また、これと同時に第２実施形態と同様に、図６に示す点線矢印のように第１電極１３を介して凸部２１から基板２に伝わった熱を、基板２の面内方向に伝熱させるよりも、基板２の第２部分２７を通じて放熱或いは冷却することができる。
　このように、基板２の第２部分２７を利用した放熱或いは冷却効果と、基板２の第１部分２６を利用した放熱或いは冷却効果と、を両方利用できるので、第１伝熱板３が受ける熱量に左右され難く、第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１における温接点側と冷接点側との間の温度差を安定的に大きくすることができる。従って、大きな発電量をより安定的に得ることができる。
（第３実施形態の変形例）
　上述した第３実施形態では、基板２の第１部分２６の第１方向Ｌ１に沿った幅Ｗ１と、基板２の第２部分２７の第１方向Ｌ１に沿った幅Ｗ２と、を同じ幅としたが、この場合に限定されるものではなく、適宜変更して構わない。
　例えば、図７に示すように、第１方向Ｌ１において、基板２の第２部分２７の第１方向Ｌ１に沿った幅Ｗ２を、基板２の第１部分２６の第１方向Ｌ１に沿った幅Ｗ１よりも広く形成しても構わない。
　このように構成された熱電変換装置６０では、基板２の第１部分２６を利用した放熱或いは冷却効果よりも、基板２の第２部分２７を利用した放熱或いは冷却効果をより効果的に奏功することできるので、例えば第１伝熱板３が受ける熱量が大きい場合には、その熱の一部を基板２の第２部分２７を通じて外部に速やかに逃がし易い。従って、熱量が大きい熱が、基板２内部において温接点側から冷接点側に向けて伝導することを効果的に抑制することができる。
　そのため、第１伝熱板３が受ける熱量が大きい場合であっても、第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１において、温接点側と冷接点側との間の温度差を確保し易く、大きな発電量を得ることができる。
　さらには、図８に示すように、第１方向Ｌ１において、基板２の第１部分２６の第１方向Ｌ１に沿った幅Ｗ１を、基板２の第２部分２７の第１方向Ｌ１に沿った幅Ｗ２よりも広く形成しても構わない。
　このように構成された熱電変換装置７０では、基板２の第２部分２７を利用した放熱或いは冷却効果よりも、基板２の第１部分２６を利用した放熱或いは冷却効果をより効果的に奏功することできるので、基板２の第１部分２６における放熱或いは冷却効果により、第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１における冷接点側（すなわち、第１熱電変換膜１０の前端部１０ｂ側及び第２熱電変換膜１１の後端部１１ａ側）を効果的に冷却し易い。
　従って、第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１において、温接点側と冷接点側との間の温度差を確保し易く、大きな発電量を得ることができる。
（第４実施形態）
　次に、本発明に係る熱電変換装置の第４実施形態について図面を参照して説明する。
　なお、第４実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
　図９に示すように、本実施形態の熱電変換装置８０は、基板２の第２主面２ｂ側に配設され、基板２との間で熱伝達を行う第２伝熱板（本発明に係る第２の伝熱部材）８１を備えている。
　なお、本実施形態の熱電変換装置８０は、第１実施形態に対して上述した点が主に異なっているだけで、それ以外の構成については第１実施形態と同じである。さらに本実施形態においても、第１実施形態と同様に、第１伝熱板３側から熱電変換膜４側に熱が伝わる場合を例に挙げて説明する。そのため、第２伝熱板８１には、基板２を通じて熱が伝えられる。
　第２伝熱板８１は、基板２に伝わった熱を放熱或いは冷却するための平板状の部材であり、空気の熱伝導率よりも熱伝導率が高い材料で形成されている。第２伝熱板８１は、基板２の第１部分２６と熱的に接合され、対向部分２５よりも第１部分２６との間で熱伝達を行う。すなわち、第２伝熱板８１には、対向部分２５よりも第１部分２６を通じて熱が伝えられる。
　また、図９に示す例では、第２伝熱板８１は、第１方向Ｌ１に隣り合う第１部分２６の間に挟まれた部分（すなわち対向部分２５、第２部分２７及び凹部６）よりも、第１部分２６との間で熱伝達を行う。
　具体的には、第２伝熱板８１は、ペースト状の物質８２を介して基板２の第２主面２ｂに対して接合されることで、第１部分２６と熱的に接合されている。
　ただし、ペースト状の物質８２は必須なものではなく、具備しなくても構わない。つまり、第２伝熱板８１を基板２の第２主面２ｂに対して直接的に接合しても構わない。
　第２伝熱板８１は、基板２の形状に対応して、第２方向Ｌ２よりも第１方向Ｌ１に長い平面視矩形状に形成されていると共に、基板２の外形と同サイズに形成されている。本実施形態では、第２伝熱板８１の外形サイズは基板２と同サイズに形成されているが、この場合に限定されるものではなく、例えば基板２よりも大きな外形サイズの平板状に形成しても構わない。
　第２伝熱板８１の形状としては、放熱或いは冷却に適した形状であることが好ましい。例えば、第２伝熱板８１は、空冷又は水冷のための流路を内部に有することが好ましい。また、第２伝熱板８１は、例えば熱交換のためのフィン形状を基板２と接合される上面とは反対側の下面側に有していることが好ましい。
　第２伝熱板８１の材料としては、基板２の熱伝導率よりも高いことが好ましく、熱伝導率が特に高い材料、例えばアルミニウム（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）などの金属材料が特に好ましい。
　ペースト状の物質８２は、第２伝熱板８１の上面に全面に亘って形成され、基板２と第２伝熱板８１との間に配設されている。ペースト状の物質８２によって、基板２と第２伝熱板８１との間の摩擦抵抗が軽減されている。
　なお、ペースト状の物質８２の具体的な材料としては、例えば銀（Ａｇ）又はダイヤモンド（Ｃ）などの高熱伝導材料をフィラーとして含ませた熱伝導グリースが挙げられる。また、基板２と第２伝熱板８１との間の熱伝導性を高めるという観点において、ペースト状の物質８２の熱伝導率は空気の熱伝導率よりも高いことが好ましい。
（熱電変換装置の作用）
　上述したように構成された本実施形態の熱電変換装置８０によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏功することができることに加え、以下の作用効果をさらに奏功することができる。
　すなわち、第２伝熱板８１による放熱或いは冷却効果を利用して、基板２の第１部分２６を通じて第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１における冷接点側（すなわち、第１熱電変換膜１０の前端部１０ｂ側及び第２熱電変換膜１１の後端部１１ａ側）を効果的に冷却することができる。従って、第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１において、温接点側と冷接点側との間の温度差を効果的に大きくすることができ、大きな発電量を得ることができる。
（第５実施形態）
　次に、本発明に係る熱電変換装置の第５実施形態について図面を参照して説明する。
　なお、第５実施形態においては、第２実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
　図１０に示すように、本実施形態の熱電変換装置９０は、第１主面２ａ上に、第１熱電変換膜１０、第２熱電変換膜１１、第１電極１３、第２電極１４、第１端子１５及び第２端子１６が設けられた基板２が厚さ方向に多段に重なった熱電変換モジュール９１を備えている。
　熱電変換モジュール９１における各基板２には、第２実施形態と同様に、第２主面２ｂ側に開口すると共に、第１熱電変換膜１０、第２熱電変換膜１１及び第２電極１４の下方に位置するように凹部６が形成されている。
　なお、本実施形態の熱電変換装置９０は、第２実施形態に対して熱電変換モジュール９１を具備する点が主に異なっているだけで、基板２、第１熱電変換膜１０、第２熱電変換膜１１、第１電極１３、第２電極１４、第１端子１５及び第２端子１６の構成は第２実施形態と同じである。
　さらに本実施形態では、基板２が４段に重なった熱電変換モジュール９１とされている。ただし、熱電変換モジュール９１は、４段に限定されるものではなく、２段以上重なった多段構造とされていれば良い。
　さらに本実施形態においても、第２実施形態と同様に、第１伝熱板３側から最上段（４段目）に位置する熱電変換膜４側に熱が伝わる場合を例に挙げて説明する。
　第１伝熱板３は、熱電変換モジュール９１において最上段（４段目）に位置する基板２の第１主面２ａ側に配設され、この基板２の第１主面２ａに設けられた第１電極１３に対して、第２実施形態と同様に凸部２１及び図示しない絶縁性部材を介して接合されている。
　熱電変換モジュール９１において、最上段以外の段（１段目～３段目）に位置する基板２は、その上段に位置する基板２に対して、第１主面２ａと第２主面２ｂ同士とが向かい合うように配置されている。
　これにより、熱電変換モジュール９１において、最上段以外の段（１段目～３段目）に位置する第１電極１３は、その上段に位置する基板２の第２部分２７に対して接合されている。この場合、第１電極１３は、第２部分２７に対して図示しないペースト状の物質等の他の部材を介して接合されていても良い。
　従って、熱電変換モジュール９１において、最上段以外の段（１段目～３段目）に位置する熱電変換膜４は、第１電極１３を介して、その上段に位置する基板２の第２部分２７に対して熱的に接合され、その上段に位置する基板２の対向部分２５よりも、その上段に位置する基板２の第２部分２７との間で熱伝達を行う。すなわち、最上段以外の段（１段目～３段目）に位置する熱電変換膜４には、その上段に位置する基板２の対向部分２５よりも、その上段に位置する基板２の第２部分２７を通じて熱が伝えられる。
　また、図１０に示す例では、最上段以外の段に位置する熱電変換膜４は、その上段に位置する基板２の第１方向Ｌ１に隣り合う第２部分２７の間に挟まれた部分（すなわち対向部分２５、第１部分２６及び凹部６）よりも、その上段に位置する基板２の第２部分２７との間で熱伝達を行う。
（熱電変換装置の作用）
　上述したように構成された本実施形態の熱電変換装置９０によれば、第２実施形態と同様の作用効果を奏功することができることに加え、以下の作用効果をさらに奏功することができる。
　すなわち、熱電変換モジュール９１を備えているので、例えば４段目に位置する基板２の第２部分２７を通じて放熱される熱を、図１０に示す点線矢印のように、その下段に位置する３段目の第１電極１３に伝えることができ、この第１電極１３を介して、３段目に位置する第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１における温接点側（すなわち、第１熱電変換膜１０の後端部１０ａ側及び第２熱電変換膜１１の前端部１１ｂ側）に伝えることができる。
　このように、放熱される熱を有効に利用することができ、各段の熱電変換膜４において発電量をそれぞれ得ることができる。従って、大きな発電量を効率良く得ることができる。
（第６実施形態）
　次に、本発明に係る熱電変換装置の第６実施形態について図面を参照して説明する。
　なお、第６実施形態においては、第３実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
　図１１に示すように、本実施形態の熱電変換装置１００は、第１主面２ａ上に、第１熱電変換膜１０、第２熱電変換膜１１、第１電極１３、第２電極１４、第１端子１５及び第２端子１６が設けられた基板２が厚さ方向に多段に重なった熱電変換モジュール１０５を備えている。
　熱電変換モジュール１０５における各基板２には、第３実施形態と同様に、第２主面２ｂ側に開口すると共に、第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１の下方に位置するように凹部６が形成されている。
　なお、本実施形態の熱電変換装置１００は、第３実施形態に対して熱電変換モジュール１０５を具備する点が主に異なっているだけで、基板２、第１熱電変換膜１０、第２熱電変換膜１１、第１電極１３、第２電極１４、第１端子１５及び第２端子１６の構成は第３実施形態と同じである。
　さらに本実施形態では、基板２が４段に重なった熱電変換モジュール１０５とされている。ただし、熱電変換モジュール１０５は、４段に限定されるものではなく、２段以上重なった多段構造とされていれば良い。
　さらに本実施形態においても、第３実施形態と同様に、第１伝熱板３側から最上段（４段目）に位置する熱電変換膜４側に熱が伝わる場合を例に挙げて説明する。
　また、本実施形態の熱電変換装置１００は、熱電変換モジュール１０５において、最下段（１段目）に位置する基板２の第２主面２ｂ側に配設され、この基板２との間で熱伝達を行う第２伝熱板（本発明に係る第２の伝熱部材）１０１を備えている。すなわち、第２伝熱板１０１には、最下段に位置する基板２を通じて熱が伝えられる。
　第１伝熱板３は、熱電変換モジュール１０５において最上段（４段目）に位置する基板２の第１主面２ａ側に配設され、この基板２の第１主面２ａに設けられた第１電極１３に対して、第３実施形態と同様に凸部２１及び図示しない絶縁性部材を介して接合されている。
　熱電変換モジュール１０５において、最上段以外の段（１段目～３段目）に位置する第１電極１３は、その上段に位置する基板２の第２部分２７に対して接合され、且つ最上段以外の段（１段目～３段目）に位置する第２電極１４は、その上段に位置する基板２の第１部分２６に対して接合されている。この場合、第１電極１３は、第２部分２７に対して図示しないペースト状の物質等の他の部材を介して接合されていても良い。同様に、第２電極１４は、第１部分２６に対して図示しないペースト状の物質等の他の部材を介して接合されていても良い。
　従って、熱電変換モジュール１０５において、最上段以外の段（１段目～３段目）に位置する熱電変換膜４は、第１電極１３を介して、その上段に位置する基板２の第２部分２７に対して熱的に接合され、その上段に位置する基板２の対向部分２５よりも、その上段に位置する基板２の第２部分２７との間で熱伝達を行う。すなわち、最上段以外の段（１段目～３段目）に位置する熱電変換膜４には、その上段に位置する基板２の対向部分２５よりも、その上段に位置する基板２の第２部分２７を通じて熱が伝えられる。
　また、最上段以外の段（１段目～３段目）に位置する熱電変換膜４は、第２電極１４を介して、その上段に位置する基板２の第１部分２６に対して熱的に接合され、その上段に位置する基板２の対向部分２５よりも、その上段に位置する基板２の第１部分２６との間で熱伝達を行う。すなわち、最上段以外の段（１段目～３段目）に位置する熱電変換膜４には、その上段に位置する基板２の対向部分２５よりも、その上段に位置する基板２の第１部分２６を通じて熱が伝えられる。
　第２伝熱板１０１は、最下段（１段目）に位置する基板２に伝わった熱を放熱或いは冷却するための平板状の部材であり、空気の熱伝導率よりも熱伝導率が高い材料で形成され、１段目に位置する基板２の第１部分２６と後述する凸部１０２を介して熱的に接合され、１段目に位置する基板２の対向部分２５よりも、１段目に位置する基板２の第１部分２６との間で熱伝達を行う。すなわち、第２伝熱板１０１には、１段目に位置する基板２の対向部分２５よりも、１段目に位置する基板２の第１部分２６を通じて熱が伝えられる。
　また、第２伝熱板１０１は、１段目に位置する基板２の第２部分２７に対して非接触状態で、１段目に位置する基板２の第１部分２６に対して後述する凸部１０２を介して下方から接合されている。これにより、第２伝熱板１０１は、１段目に位置する基板２の第１部分２６に対して熱的に接合され、１段目に位置する基板２の第２部分２７よりも、１段目に位置する基板２の第１部分２６との間で熱伝達を行う。すなわち、第２伝熱板１０１には、１段目に位置する基板２の第２部分２７よりも、１段目に位置する基板２の第１部分２６を通じて熱が伝えられる。換言すると、図１１に示す例では、第２伝熱板１０１は、１段目に位置する基板２の第１方向Ｌ１に隣り合う第１部分２６の間に挟まれた部分（すなわち対向部分２５、第２部分２７および凹部６）よりも、１段目に位置する基板２の第１部分２６との間で熱伝達を行う。
　本実施形態では、第２伝熱板１０１の上面に、複数の凸部１０２が第２伝熱板１０１と一体に形成されている。凸部１０２は、第２伝熱板１０１の上面から上方に向けて突出すると共に第１方向Ｌ１に一定の間隔をあけて配置されている。
　具体的には、凸部１０２は、１段目に位置する基板２の第１部分２６に対応して形成され、これら第１部分２６に対して下方から対向するように配置されている。そして、第２伝熱板１０１は、これら凸部１０２が基板２の第１部分２６に接合することで、１段目に位置する基板２に対して組み合わされている。
　図１１に示す例では、凸部１０２は第１部分２６に直接接合されているが、凸部１０２は、第４実施形態の第２伝熱板８１と同様に、ペースト状の物質等の他の部材を介して第１部分２６に接合されるようにしてもよい。
　上述のように、第２伝熱板１０１の上面に複数の凸部１０２が形成されているので、１段目に位置する基板２の下面（凸部１０２の形成箇所を除いた下面）と第２伝熱板１０１との間には、厚さ方向に隙間（空気層）が確保されている。従って、上述したように、第２伝熱板１０１は、第２部分２７に対して非接触状態とされている。
　なお、本実施形態においても第４実施形態と同様に、第２伝熱板１０１の形状としては、放熱或いは冷却に適した形状であることが好ましい。また、第２伝熱板１０１の材料としては、基板２の熱伝導率よりも高いことが好ましく、熱伝導率が特に高い材料、例えばアルミニウム（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）などの金属材料が特に好ましい。
（熱電変換装置の作用）
　上述したように構成された本実施形態の熱電変換装置１００によれば、第３実施形態と同様の作用効果を奏功することができることに加え、以下の作用効果をさらに奏功することができる。
　すなわち、熱電変換モジュール１０５を備えているので、例えば４段目に位置する基板２の第２部分２７を通じて放熱される熱を、図１１に示す点線矢印のように、その下段に位置する３段目の第１電極１３に伝えることができ、この第１電極１３を介して、３段目に位置する第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１における温接点側（すなわち、第１熱電変換膜１０の後端部１０ａ側及び第２熱電変換膜１１の前端部１１ｂ側）に伝えることができる。
　このように、放熱される熱を有効に利用することができ、各段の熱電変換膜４において発電量をそれぞれ得ることができる。従って、大きな発電量を効率良く得ることができる。
　さらに、各段の基板２の第１部分２６を通じて、各段の第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１の冷接点側（すなわち、第１熱電変換膜１０の前端部１０ｂ及び第２熱電変換膜１１の後端部１１ａ）を効率良く冷却することができる。従って、各段における第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１において、温接点側と冷接点側との間の温度差を効果的に大きくすることができ、大きな発電量を得ることができる。
　特に、第２伝熱板１０１による冷却効果を利用して、１段目に位置する基板２の第１部分２６を通じて第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１における冷接点側（すなわち、第１熱電変換膜１０の前端部１０ｂ側及び第２熱電変換膜１１の後端部１１ａ側）を効果的に冷却することができる。従って、結果的に、各段の第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１において、温接点側と冷接点側との間の温度差を効果的に大きくすることができる。
　なお、本実施形態では、第２伝熱板１０１を具備した場合を例にして説明したが、第２伝熱板１０１は必須な構成ではなく、具備しなくても構わない。
（第６実施形態の変形例）
　上述した第６実施形態では、第２伝熱板１０１に凸部１０２を設けたが、凸部１０２は必須ではなく、具備しなくても構わない。例えば、図１２に示すように、平板状に形成された第２伝熱板１０１を具備する熱電変換装置１１０としても構わない。
　この場合には、１段目に位置する基板２において、第２部分２７の厚さを、第１部分２６の厚さＴ２よりも薄くすれば良い。これにより、第２伝熱板１０１には、１段目に位置する基板２の第２部分２７よりも、１段目に位置する基板２の第１部分２６を通じて熱が伝えられる。
　このように構成された熱電変換装置１１０の場合であっても、第６実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。それに加え、第２伝熱板１０１に凸部１０２を形成しない分、熱電変換装置１１０全体の薄型化を図ることができる。
　以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。各実施形態は、その他様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことが可能であることに加え、各実施形態における変形例を適宜組み合わせてもよい。さらに、これら実施形態やその変形例には、例えば当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものなどが含まれる。
　例えば、上記各実施形態では、第１伝熱板３及び第２伝熱板８１、１０１を基板２と同形、同サイズに形成された１枚の平板状に形成したが、この場合に限定されるものではなく、複数の部材によって構成しても構わない。
　また、上記各実施形態では、熱電変換体の一例として熱電変換膜４を例に挙げて説明したが、膜に限定されるものではなく、例えばバルク状の熱電変換素子などであっても構わない。
　また、上記各実施形態では、伝熱部として第１伝熱板３と一体に形成された凸部２１を例に挙げて説明したが、凸部２１は第１伝熱板３と一体に形成されている必要はない。例えば第１伝熱板３を平板状に形成し、第１伝熱板３とは別体の凸部を第１伝熱板３と第１電極１３との間に配設させても構わない。この場合には、例えば凸部を第１伝熱板３とは異なる材料で形成できるので、材料選択性の自由度を向上することができる。
　また、上記各実施形態では、第１方向Ｌ１に隣り合う凸部２１の間に、凸部２１の熱伝導率よりも熱伝導率が低い空気層である空隙部２２を形成、すなわち凸部２１の形成箇所を除いた第１伝熱板３の下面と、熱電変換膜４及び第２電極１４と、の間に空気層である空隙部２２を形成したが、この場合に限定されるものではない。例えば図１３に示すように、凸部２１よりも熱伝導率が低い低熱伝導材１２１を低熱伝導部として、空気層である空隙部２２に置き換わるように第１伝熱板３の下面側に形成した熱電変換装置１２０としても構わない。低熱伝導材１２１としては、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、或いはポリイミド樹脂等を用いることができる。
　この場合であっても、第１伝熱板３が受けた熱を、優先的に凸部２１を通じて第１電極１３に伝えることができると共に、第１電極１３から熱電変換膜４の温接点側の端部に熱を伝えることができる。
　なお、図１３に示す例では、第１電極１３、第２電極１４、第１端子１５及び第２端子１６を、熱電変換膜４と同じ厚さにしている。これにより、熱電変換装置１２０の全体の厚さを例えば第１実施形態の場合に比べて薄くすることができ、薄型化、コンパクト化を図ることができる。さらに図１３に示す例では、基板２を厚さ方向に貫通するように凹部６を形成している場合を例にしている。
　また、上記各実施形態において伝熱部としては凸部２１に限定されるものではない。例えば、第１電極１３を、熱電変換膜４、第２電極１４、第１端子１５及び第２端子１６よりも上方に突出させ、平板状に形成した第１伝熱板３の下面に、第１電極１３の上端面を接触させても構わない。
　この場合であっても、第１伝熱板３で受けた熱を、優先的に第１電極１３に伝えることができると共に、第１電極１３から熱電変換膜４の温接点側の端部に熱を伝えることができる。よって、この場合には、第１電極１３を伝熱部として機能させることができる。
　いずれにしても、伝熱部としては、伝熱部を通らずに熱電変換膜４との間で熱伝達するよりも優先して、伝熱部を通じて熱電変換膜４との間で熱伝達することができれば良く、種々の構成を採用することが可能である。
　さらに、上記各実施形態において、第１電極１３及び第２電極１４は必須なものではなく、具備しなくても構わない。
　例えば、図１４に示す熱電変換装置１４０では、基板２の第１主面２ａ上に、第１熱電変換膜１０と第２熱電変換膜１１とを第１方向Ｌ１に沿って交互に配置し、且つ第１熱電変換膜１０と第２熱電変換膜１１とが互いに接触するように形成している。そして、第１伝熱板３と一体に形成された凸部２１は、第１熱電変換膜１０の後端部１０ａ及び第２熱電変換膜１１の前端部１１ｂに対して、例えば第１実施形態と同様に絶縁性部材を介して接合するように設けられている。
　この場合であっても、例えば第１実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。
　さらに、上記各実施形態では、ｎ型半導体である第１熱電変換膜１０、及びｐ型半導体である第２熱電変換膜１１で熱電変換膜４を構成したが、この場合に限定されるものではなく、ｎ型半導体或いはｐ型半導体のいずれかで形成される熱電変換膜であっても構わない。
　例えば、図１５及び図１６に示す熱電変換装置１５０は、基板２の第１主面２ａ上に複数形成されたｐ型半導体である熱電変換膜（本発明に係る熱電変換体）１５１を備えている。なお、熱電変換膜１５１は、ｎ型半導体であっても構わない。
　熱電変換膜１５１は、第１方向Ｌ１に一定の間隔をあけて並ぶように配置されている。熱電変換膜１５１は、例えば第１実施形態と同様に第１方向Ｌ１よりも第２方向Ｌ２に長い平面視矩形状に形成されている。
　基板２の第１主面２ａ上には、温接点として機能する第１電極１５２及び冷接点として機能する第２電極１５３が、それぞれ複数形成されている。第１電極１５２及び第２電極１５３は、各熱電変換膜１５１に対してそれぞれ設けられている。
　具体的には、第１電極１５２及び第２電極１５３は、熱電変換膜１５１を第１方向Ｌ１から挟むように熱電変換膜１５１の前端部１５１ｂ側或いは後端部１５１ａ側に配置され、熱電変換膜１５１に対して接触している。第１電極１５２及び第２電極１５３は、熱電変換膜１５１の第２方向Ｌ２に沿う全長に亘って形成されている。
　各熱電変換膜１５１に設けられた第１電極１５２は、凸部２１の下方に配置されるように形成されている。これにより、第１方向Ｌ１に互いに隣接する熱電変換膜１５１同士の関係においては、それぞれに接合された第１電極１５２同士及び第２電極１５３同士は、第１方向Ｌ１に若干の隙間をあけて隣接配置されている。
　基板２の第１主面２ａ上には、接続電極１５４、第１端子１５及び第２端子１６がさらに形成されている。
　接続電極１５４は、第１方向Ｌ１に隣接し合う熱電変換膜１５１において、一方の熱電変換膜１５１に設けられた第１電極１５２と、他方の熱電変換膜１５１に設けられた第２電極１５３とを接続するように形成されている。接続電極１５４は、熱電変換膜１５１を第２方向Ｌ２の外側から回り込むように形成されている。
　第１端子１５は、最も前方寄りに位置する熱電変換膜１５１に設けられた第２電極１５３のさらに前方側に位置するように形成され、接続電極１５４を介して最も前方寄りに位置する熱電変換膜１５１に設けられた第１電極１５２に接続されている。第２端子１６は、最も後方寄りに位置する熱電変換膜１５１に設けられた第２電極１５３のさらに後方側に位置するように形成され、第２電極１５３に対して接触している。
　これにより、接続電極１５４を介して各熱電変換膜１５１を直列に電気接続することができ、第１端子１５及び第２端子１６を通じて熱電変換装置１５０から起電力を取り出すことが可能とされている。
　このように構成された熱電変換装置１５０の場合であっても、例えば第１実施形態に対して、熱電変換膜１５１に流れる電流の流れ方が異なるだけで、同様の作用効果を奏功することができる。
　具体的には図１５に示す点線矢印のように、受熱面２０を介して第１伝熱板３で受けた熱を、凸部２１を通じて優先的に第１電極１５２に伝えることができると共に、第１電極１５２から熱電変換膜１５１の前端部１５１ｂ又は後端部１５１ａ（熱電変換膜１５１の温接点側の端部）に熱を伝えることができる。熱電変換膜１５１はｐ型半導体であるので、温接点となる第１電極１５２側から冷接点となる第２電極１５３側に向けて、図１６に示す矢印Ｆ３のように電流が流れる。
　この際、接続電極１５４が形成されているので、結果的に各熱電変換膜１５１において同じ向きの起電力が生じさせることができ、各熱電変換膜１５１のそれぞれで生じた起電力を、第１端子１５及び第２端子１６を通じて、その総和として取り出すことができる。
　従って、図１５及び図１６に示す熱電変換装置１５０の場合であっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。
　また、上記各実施形態では、第１伝熱板３を具備した場合を例にして説明したが、第１伝熱板３は必須な構成ではなく、具備しなくても構わない。
　例えば図１７に示すように、第１実施形態から第１伝熱板３を省略した構成とされる熱電変換装置１６０としても構わない。なお、図１７に示す形態では、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
　熱電変換装置１６０は、第１伝熱板３を具備しない以外に、さらに第１電極１３を伝熱部として機能させている点で第１実施形態とは異なる。それ以外の構成については、第１実施形態と同様である。
　この熱電変換装置１６０では、第１電極１３が熱電変換膜４、第２電極１４、第１端子１５及び第２端子１６よりも上方に突出している。そして、第１電極１３の上端面が、熱源Ｈに対して熱的に接している。これにより、熱源Ｈからの熱を、第１電極１３を通じて熱電変換膜４の温接点側の端部、すなわち第１熱電変換膜１０の後端部１０ａ及び第２熱電変換膜１１の前端部１１ｂに、優先的に伝えることができる。
　従って、このように構成した熱電変換装置１６０の場合であっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。特に、第１伝熱板３を具備しない分、熱電変換装置１６０の全体の厚さを第１実施形態に比べて薄くすることができ、薄型化及びコンパクト化を図り易い。
　なお、図１７では、第１実施形態をベースとして第１伝熱板３を具備しない熱電変換装置１６０の一例を説明したが、その他の実施形態において第１伝熱板３を具備しない構成としても構わない。
　さらに上記各実施形態では、第１伝熱板３側から熱電変換膜４側に熱が伝わる場合を例に挙げて説明したが、この場合に限定されるものではなく、先に述べたように、基板２側から熱電変換膜４側に熱が伝わる場合であっても構わない。
　例えば、図１～図３に示す第１実施形態における熱電変換装置１を例に挙げて簡単に説明する。
　熱電変換装置１において、例えば基板側に図示しない熱源が存在し、基板２が熱源から熱を受ける場合には、基板２側から熱電変換体４側に熱が伝わり、第１伝熱板３を通じて放熱或いは冷却される。このとき、第１実施形態において説明したように、基板２における対向部分２５の少なくとも一部の厚さＴ１が、対向部分２５以外の基板２の他の少なくとも一部分よりも薄く形成されているので、熱源から基板２に伝わった熱が、基板２内部において、温接点側から冷接点側に向かうように移動してしまうことを抑制することができる。
　従って、基板２の厚さ変化を利用することで、熱電変換体４において温接点側と冷接点側との間に生じる温度差が、基板２を介した熱の伝導の影響によって小さくなることを抑制することができ、大きな発電量を得ることができる。
　そのため、基板２側から熱電変換膜４側に熱が伝わる場合であっても、第１伝熱板３側から熱電変換膜４側に熱が伝わる場合と同様の作用効果を奏功することができる。
　なお、この場合の熱電変換装置１では、基板２からの熱が第１部分２６を通じて第２電極１４に伝わり易いので、第２電極１４が温接点として機能し、第１電極１３が冷接点として機能する。そのため、第１熱電変換膜１０の後端部１０ａ及び第２熱電変換膜１１の前端部１１ｂは冷接点側の端部として機能し、第１熱電変換膜１０の前端部１０ｂ及び第２熱電変換膜１１の後端部１１ａは温接点側の端部として機能する。
　しかしながら、この場合であっても、上述したように基板２における対向部分２５の少なくとも一部の厚さＴ１が、対向部分２５以外の基板２の他の少なくとも一部分よりも薄く形成されているので、熱源から基板２に伝わった熱が、基板２内部において、温接点側から冷接点側に向かうように移動してしまうことを抑制することができる。従って、熱電変換体４において温接点側と冷接点側との間の温度差を大きくすることができ、大きな発電量を得ることができる。
　さらに、第１伝熱板３を例えば放熱或いは冷却部材等として機能させることができるので、第１伝熱板３による放熱或いは冷却効果を利用して、基板２に伝わった熱を、基板２の面内方向に移動させるよりも凸部２１及び第１伝熱板３を通じて放熱或いは冷却させることができる。従って、熱電変換体４において温接点側と冷接点側との間の温度差を効果的に大きくすることができ、大きな発電量を得易い。
　ところで、基板２側から熱電変換膜４側に熱が伝わる場合には、例えば、図１８に示すように、第１実施形態における基板２を厚さ方向に多段に重ねた熱電変換装置１７０としても構わない。
　なお、図１８に示す形態では、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
　図１８に示す熱電変換装置１７０は、第１主面２ａ上に、第１熱電変換膜１０、第２熱電変換膜１１、第１電極１３、第２電極１４、第１端子１５及び第２端子１６が設けられた基板２が厚さ方向に多段に重なった熱電変換モジュール１７１を備えている。
　なお、図１８に示す例では、基板２が４段に重なった熱電変換モジュール１７１とされている。ただし、熱電変換モジュール１７１は、４段に限定されるものではなく、２段以上重なった多段構造とされていれば良い。
　さらに、熱電変換装置１７０は、最下段（１段目）に位置する基板２の第２主面２ｂ側に配設され、この基板２との間で熱伝達を行う第２伝熱板（本発明に係る第２の伝熱部材）１７２を備えている。
　第２伝熱板１７２は、熱電変換装置１７０における受熱部材として機能する平板状の部材であり、その下端面が図示しない熱源に対して熱的に接している。これにより、第２伝熱板１７２で受けた熱源からの熱を、最下段に位置する基板２に伝えることが可能とされている。
　第２伝熱板１７２は、空気の熱伝導率よりも熱伝導率が高い材料で形成され、最下段に位置する基板２の第１部分２６に対して下方から熱的に接合され、最下段に位置する基板２の対向部分２５及び第２部分２７よりも、最下段に位置する基板２の第１部分２６との間で熱伝達を行う。これにより、第２伝熱板１７２で受けた熱を、最下段に位置する基板２の対向部分２５及び第２部分２７よりも、最下段に位置する基板２の第１部分２６に伝えることができる。
　すなわち、図１８に示す例では、第２伝熱板１７２は、最下段に位置する基板２の第１方向Ｌ１に隣り合う第１部分２６の間に挟まれた部分（すなわち対向部分２５、第２部分２７及び凹部６）よりも、最下段に位置する基板２の第１部分２６との間で熱伝達を行う。
　第１伝熱板３は、熱電変換モジュール１７１において最上段（４段目）に位置する基板２の第１主面２ａ側に配設され、この基板２の第１主面２ａに設けられた第１電極１３に対して、第１実施形態と同様に凸部２１及び図示しない絶縁性部材を介して接合されている。
　熱電変換モジュール１７１において、最上段以外の段（１段目～３段目）に位置する基板２は、その上段に位置する基板２に対して、第１主面２ａ及び第２主面２ｂ同士が向かい合うように配置されている。
　これにより、熱電変換モジュール１７１において、最上段以外の段（１段目～３段目）に位置する第２電極１４は、その上段に位置する基板２の第１部分２６に対して接合されている。この場合、第２電極１４は、第１部分２６に対して図示しないペースト状の物質等の他の部材を介して接合されていても良い。
　従って、熱電変換モジュール１７１において、最上段以外の段（１段目～３段目）に位置する熱電変換膜４は、第２電極１４を介して、その上段に位置する基板２の第１部分２６に対して熱的に接合され、その上段に位置する基板２の対向部分２５よりも、その上段に位置する基板２の第１部分２６との間で熱伝達を行う。これにより、各段の熱電変換膜４には、各段の基板２の対向部分２５よりも、各段の基板２の第１部分２６を通じて熱が伝えられる。
　また、図１８に示す例では、最上段以外の段（１段目～３段目）に位置する熱電変換膜４は、その上段に位置する基板２の第１方向Ｌ１に隣り合う第１部分２６の間に挟まれた部分（すなわち対向部分２５、第２部分２７及び凹部６）よりも、その上段に位置する基板２の第１部分２６との間で熱伝達を行う。
　なお、この場合の熱電変換装置１７０には、第２伝熱板１７２で受けた熱を最下段に位置する基板２に伝えるので、各段における第２電極１４が温接点として機能し、第１電極１３が冷接点として機能する。そのため、各段における第１熱電変換膜１０の後端部１０ａ及び第２熱電変換膜１１の前端部１１ｂが冷接点側の端部として機能し、第１熱電変換膜１０の前端部１０ｂ及び第２熱電変換膜１１の後端部１１ａが温接点側の端部として機能する。
（熱電変換装置の作用）
　上述したように構成された熱電変換装置１７０であっても、第１伝熱板３側から熱が伝わる場合と同様の作用効果を奏功することができる。それに加え、この熱電変換装置１７０によれば、熱電変換モジュール１７１を備えているので、放熱される熱を有効に利用することができ、各段の熱電変換膜４において発電量をそれぞれ得ることができる。従って、大きな発電量を効率良く得ることができる。
　すなわち、この熱電変換装置１７０によれば、図１７に示す点線矢印のように、第２伝熱板１７２で受けた熱を、最下段に位置する基板２の第１部分２６を通じて優先的に最下段に位置する第２電極１４に伝えることができ、この第２電極１４を介して最下段に位置する第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１における温接点側に伝えることができる。
　さらに、最下段に位置する基板２の第１部分２６から最下段の第２電極１４に伝わった熱を、２段目に位置する基板２の第１部分２６を通じて２段目に位置する第２電極１４に伝えることができ、この第２電極１４を介して２段目に位置する第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１における温接点側に伝えることができる。
　このように、熱電変換膜４から第２電極１４を通じて放熱される熱を、該熱電変換膜４の上段に位置する基板２の第１部分２６を通じて上段に位置する熱電変換膜４における温接点側に伝えることができるので、放熱される熱を有効に利用することができる。従って、各段の熱電変換膜４において発電量をそれぞれ得ることができ、大きな発電量を効率良く得ることができる。
　つまり、この熱電変換装置１７０によれば、第２伝熱板１７２が図１０に示す第５実施形態における熱電変換装置９０の第１伝熱板３と同様の役目を果たしており、放熱される熱の流れに着目すると、図１０に示す熱電変換装置９０と同様の作用効果を奏効することができる。
　さらに、この熱電変換装置１７０によれば、第１伝熱板３を例えば放熱或いは冷却部材として利用することができる。従って、第１伝熱板３による放熱或いは冷却効果を利用して、凸部２１及び最上段に位置する第１電極１３を通じて、最上段に位置する第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１における冷接点側を効果的に冷却することができる。
　なお、基板２側から熱電変換膜４側に熱が伝わる場合には、第１実施形態に限られず、全ての各実施形態及びその変形例に適用することが可能であり、いずれの場合であっても同様の作用効果を奏功することができる。
　例えば、図５に示す第２実施形態における熱電変換装置４０において、基板２側から熱電変換膜４側に熱が伝わる場合には、基板２に伝わった熱を、基板２の面内方向に移動させるよりも、基板２の第２部分２７、凸部２１及び第１伝熱板３を通じてより効果的に放熱或いは冷却させることができる。従って、熱電変換体４において温接点側と冷接点側との間の温度差をさらに効果的に大きくすることができ、大きな発電量を得易い。
　さらに、図９に示す第４実施形態における熱電変換装置８０の場合には、例えば第２伝熱板８１を受熱部材として機能させ、第１伝熱板３を放熱或いは冷却部材として機能させることができる。従って、第２伝熱板８１を通じて基板２を介して熱電変換膜４側に効率良く熱を伝えることができ、大きな発電量を得ることができる。
　なお、この熱電変換装置８０の場合には、第２伝熱板８１からの熱は、基板２の第１部分２６を通じて第２電極１４に伝わり易いので、第２電極１４が温接点として機能し、第１電極１３が冷接点として機能する。そのため、第１熱電変換膜１０の後端部１０ａ及び第２熱電変換膜１１の前端部１１ｂは冷接点側の端部として機能し、第１熱電変換膜１０の前端部１０ｂ及び第２熱電変換膜１１の後端部１１ａは温接点側の端部として機能する。
　しかしながら、この場合であっても、基板２における対向部分２５の少なくとも一部の厚さＴ１が、対向部分２５以外の基板２の他の少なくとも一部分よりも薄く形成されているので、第２伝熱板８１から基板２に伝わった熱が、基板２内部において、温接点側から冷接点側に向かうように移動してしまうことを抑制することができる。従って、熱電変換体４において温接点側と冷接点側との間の温度差を大きくすることができ、大きな発電量を得ることができる。
　さらに、図１０に示す第５実施形態における熱電変換装置９０の場合であっても、最下段に位置する基板２側から熱が伝えられても良い。
　この場合には、最下段に位置する基板２で受けた熱を、最下段に位置する基板２の第２部分２７を通じて最下段に位置する第１電極１３に伝えることができ、この第１電極１３を介して、最下段に位置する第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１における温接点側（すなわち、第１熱電変換膜１０の後端部１０ａ側及び第２熱電変換膜１１の前端部１１ｂ側）に伝えることができる。
　このとき、最下段に位置する基板２における対向部分２５の少なくとも一部の厚さＴ１が、対向部分２５以外の基板２の他の少なくとも一部分よりも薄く形成されているので、最下段に位置する基板２で受けた熱が、基板２内部において、温接点側から冷接点側に向かうように移動してしまうことを抑制することができる。従って、基板２の厚さ変化を利用することで、最下段に位置する熱電変換体４において温接点側と冷接点側との間に生じる温度差が、最下段に位置する基板２を介した熱の伝導の影響によって小さくなることを抑制することができ、大きな発電量を得ることができる。
　また、最下段に位置する基板２の第２部分２７から最下段の第１電極１３に伝わった熱を、２段目に位置する基板２の第２部分２７を通じて２段目に位置する第１電極１３に伝えることができ、この第１電極１３を介して２段目に位置する第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１における温接点側に伝えることができる。
　このように、基板２の第２部分２７を通じて放熱される熱を、該基板２の上段に位置する基板２の第２部分２７を通じて第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１における温接点側に伝えることができるので、放熱される熱を有効に利用することができる。従って、各段の熱電変換膜４において発電量をそれぞれ得ることができ、大きな発電量を効率良く得ることができる。
　上述のように、図１０に示す第５実施形態における熱電変換装置９０において、最下段に位置する基板２側から熱が伝わる場合であっても、第１伝熱板３側から熱が伝わる場合と同様の作用効果を奏功することができる。
　それに加え、最下段に位置する基板２側から熱が伝わる場合には、第１伝熱板３を例えば放熱或いは冷却部材等として機能させることができるので、第１伝熱板３による放熱或いは冷却効果を利用して、最上段に位置する基板２に伝わった熱を、最上段に位置する基板２の面内方向に移動させるよりも凸部２１及び第１伝熱板３を通じて放熱或いは冷却させることができる。従って、結果的に、各段の熱電変換体４において温接点側と冷接点側との間の温度差を効果的に大きくすることができ、大きな発電量を得易い。
　ところで、図１０に示す第５実施形態における熱電変換装置９０において、最下段に位置する基板２側から熱が伝わる場合、例えば図１９に示すように、最下段（１段目）に位置する基板２の第２主面２ｂ側に、最下段に位置する基板２との間で熱伝達を行う第２伝熱板（本発明に係る第２の伝熱部材）１８０を設けても構わない。
　第２伝熱板１８０は、熱電変換装置９０における受熱部材として機能する平板状の部材であり、その下端面が図示しない熱源に対して熱的に接している。これにより、第２伝熱板１８０で受けた熱源からの熱を、最下段に位置する基板２の第２部分２７を通じて最下段に位置する第１電極１３に伝えることができ、この第１電極１３を介して、最下段に位置する第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１における温接点側に伝えることができる。
　このように、第２伝熱板１８０を具備することで、より効率良く最下段に位置する基板２に熱を伝え易くなる。従って、各段の熱電変換体４において温接点側と冷接点側との間の温度差を効果的に大きくすることができ、大きな発電量を得易い。
　さらに、第２伝熱板１８０を具備する場合には、第２伝熱板１８０及び第１伝熱板３の両方を受熱部材として機能させ、第２伝熱板１８０及び第１伝熱板３の両方で熱を受けても構わない。
　この場合には、図１９に示す点線矢印のように、第１伝熱板３で受けた熱を、凸部２１を通じて優先的に最上段（４段目）に位置する第１電極１３に伝えることができ、この第１電極１３を介して最上段に位置する第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１における温接点側に伝えることができる。
　さらに、最上段に位置する第１電極１３に伝わった熱を、最上段に位置する基板２の第２部分２７を通じて３段目に位置する第１電極１３に伝えることができ、この第１電極１３を介して３段目に位置する第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１における温接点側に伝えることができる。
　これと同時に、図１８に示す点線矢印のように、第２伝熱板１８０で受けた熱を、最下段に位置する基板２の第２部分２７を通じて最下段に位置する第１電極１３に伝えることができ、この第１電極１３を介して、最下段に位置する第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１における温接点側に伝えることができる。
　さらに、最下段の第１電極１３に伝わった熱を、２段目に位置する基板２の第２部分２７を通じて２段目に位置する第１電極１３に伝えることができ、この第１電極１３を介して２段目に位置する第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１における温接点側に伝えることができる。
　従って、第２伝熱板１８０及び第１伝熱板３の両方で熱を受けたとしても、放熱される熱を有効に利用することができる。従って、各段の熱電変換膜４において発電量をそれぞれ得ることができ、大きな発電量を効率良く得ることができる。
　なお、第２伝熱板１８０及び第１伝熱板３の両方で熱を受ける場合には、例えば、第２方向Ｌ２に沿って冷却風等の気流を熱電変換装置９０に向けて供給することで、熱電変換装置９０の内部から外部に向けて放熱を適切に行うことができる。
　さらに、図１１に示す第６実施形態における熱電変換装置１００の場合であっても、第２伝熱板１０１側から熱が伝えられても良い。
　この場合には、第２伝熱板１０１を受熱部材として利用することができる。また、第２伝熱板１０１で受けた熱を最下段に位置する基板２に伝えるので、各段における第２電極１４が温接点として機能し、第１電極１３が冷接点として機能する。そのため、各段における第１熱電変換膜１０の後端部１０ａ及び第２熱電変換膜１１の前端部１１ｂが冷接点側の端部として機能し、第１熱電変換膜１０の前端部１０ｂ及び第２熱電変換膜１１の後端部１１ａが温接点側の端部として機能する。
　この場合の熱電変換装置１００によれば、第２伝熱板１０１で受けた熱を、凸部１０２及び最下段に位置する基板２の第１部分２６を通じて最下段に位置する第２電極１４に伝えることができ、この第２電極１４を介して、最下段に位置する第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１における温接点側に伝えることができる。
　このとき、最下段に位置する基板２における対向部分２５の少なくとも一部の厚さＴ１が、対向部分２５以外の基板２の他の少なくとも一部分よりも薄く形成されているので、最下段に位置する基板２に伝わった熱が、基板２内部において、温接点側から冷接点側に向かうように移動してしまうことを抑制することができる。従って、基板２の厚さ変化を利用することで、最下段に位置する熱電変換体４において温接点側と冷接点側との間に生じる温度差が、最下段に位置する基板２を介した熱の伝導の影響によって小さくなることを抑制することができ、大きな発電量を得ることができる。
　また、最下段に位置する基板２の第１部分２６から最下段の第２電極１４に伝わった熱を、２段目に位置する基板２の第１部分２６を通じて２段目に位置する第２電極１４に伝えることができ、この第２電極１４を介して２段目に位置する第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１における温接点側に伝えることができる。
　このように、基板２の第１部分２６を通じて放熱される熱を、該基板２の上段に位置する基板２の第１部分２６を通じて第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１における温接点側に伝えることができるので、放熱される熱を有効に利用することができる。従って、各段の熱電変換膜４において発電量をそれぞれ得ることができ、大きな発電量を効率良く得ることができる。
　上述のように、図１１に示す第６実施形態における熱電変換装置１００において、第２伝熱板１０１側から熱が伝わる場合であっても、第１伝熱板３側から熱が伝わる場合と同様の作用効果を奏功することができる。
　さらに、第２伝熱板１０１側から熱が伝わる場合には、第１伝熱板３を例えば放熱或いは冷却部材等として機能させることができるので、第１伝熱板３による放熱或いは冷却効果を利用して、各段の第１熱電変換膜１０及び第２熱電変換膜１１の冷接点側を効果的に冷却することができる。従って、結果的に、各段の熱電変換体４において温接点側と冷接点側との間の温度差を効果的に大きくすることができ、大きな発電量を得易い。
　本発明によれば、基板の厚さ変化を利用して大きな発電量を得ることができ、熱電変換効率に優れた高品質、高性能な熱電変換装置を得ることができる。従って、産業上の利用可能性を有する。
　１、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１４０、１５０、１６０、１７０…熱電変換装置
　２…基板
　２ａ…第１主面（第１の面）
　２ｂ…第２主面（第２の面）
　３…第１伝熱板（第１の伝熱部材）
　４、１５１…熱電変換膜（熱電変換体）
　１３…第１電極（伝熱部）
　２１…凸部（伝熱部）
　２２…空隙部（低熱伝導部）
　２５…基板の対向部分
　２６…基板の第１部分
　２７…基板の第２部分
　８１、１０１、１７２、１８０…第２伝熱板（第２の伝熱部材）
　９１、１０５、１７１…熱電変換モジュール
　１２１…低熱伝導材（低熱伝導部）

Claims (14)

  1. 　厚さ方向に互いに対向する第１の面及び第２の面を有する基板と、
    　前記基板の前記第１の面側に配設された熱電変換体と、
    　前記基板の面内方向に沿った第１方向に間隔をあけて複数形成され、前記熱電変換体との間で熱伝達を行う伝熱部と、を備え、
    　前記第１方向に隣り合う前記伝熱部の間には、前記伝熱部の熱伝導率よりも熱伝導率が低い低熱伝導部が設けられ、
    　前記基板のうち、前記熱電変換体に対して前記厚さ方向に対向する対向部分の少なくとも一部の厚さが、前記基板の他の少なくとも一部分の厚さよりも薄いことを特徴とする熱電変換装置。
  2. 　請求項１に記載の熱電変換装置において、
    　前記基板の前記第１の面側に配設された第１の伝熱部材を備え、
    　前記熱電変換体及び前記伝熱部は、前記第１の伝熱部材よりも前記基板側に配設されている、熱電変換装置。
  3. 　請求項１又は２に記載の熱電変換装置において、
    　前記低熱伝導部は、空隙部である、熱電変換装置。
  4. 　請求項１から３のいずれか１項に記載の熱電変換装置において、
    　前記基板のうち、前記第１方向に隣り合う前記伝熱部同士の前記第１方向における中間に位置する第１部分の厚さが、前記対向部分の少なくとも一部の厚さよりも厚い、熱電変換装置。
  5. 　請求項１から３のいずれか１項に記載の熱電変換装置において、
    　前記基板のうち、前記伝熱部に対して前記厚さ方向に対向する第２部分の少なくとも一部の厚さが、前記対向部分の少なくとも一部の厚さよりも厚い、熱電変換装置。
  6. 　請求項１から３のいずれか１項に記載の熱電変換装置において、
    　前記基板のうち、前記第１方向に隣り合う前記伝熱部同士の前記第１方向における中間に位置する第１部分の厚さが、前記対向部分の少なくとも一部の厚さよりも厚く、
    　前記基板のうち、前記伝熱部に対して前記厚さ方向に対向する第２部分の少なくとも一部の厚さが、前記対向部分の少なくとも一部の厚さよりも厚い、熱電変換装置。
  7. 　請求項６に記載の熱電変換装置において、
    　前記第２部分のうち、前記対向部分の少なくとも一部の厚さよりも厚い部分の前記第１方向に沿った幅は、前記第１部分のうち、前記対向部分の少なくとも一部の厚さよりも厚い部分の前記第１方向に沿った幅よりも、広い、熱電変換装置。
  8. 　請求項６に記載の熱電変換装置において、
    　前記第１部分のうち、前記対向部分の少なくとも一部の厚さよりも厚い部分の前記第１方向に沿った幅は、前記第２部分のうち、前記対向部分の少なくとも一部の厚さよりも厚い部分の前記第１方向に沿った幅よりも、広い、熱電変換装置。
  9. 　請求項４に記載の熱電変換装置において、
    　前記基板の前記第２の面側に配設された第２の伝熱部材を備え、
    　前記第２の伝熱部材は、前記基板の前記第１部分と熱的に接合され、前記対向部分よりも前記第１部分との間で熱伝達を行う、熱電変換装置。
  10. 　請求項５に記載の熱電変換装置において、
    　前記基板及び前記熱電変換体が前記厚さ方向に多段に重なった熱電変換モジュールを備え、
    　前記第２の面から前記第１の面に向かう方向を上方向としたとき、
    　前記伝熱部は、多段に重なった前記熱電変換体のうち、前記厚さ方向の最上段に位置する前記熱電変換体との間で熱伝達を行い、
    　多段に重なった前記熱電変換体のうち、前記厚さ方向の最上段以外の段に位置する前記熱電変換体は、その上段に位置する前記基板の前記第２部分に熱的に接合され、その上段に位置する前記基板の前記対向部分よりも、その上段に位置する前記基板の前記第２部分との間で熱伝達を行う、熱電変換装置。
  11. 　請求項１０に記載の熱電変換装置において、
    　多段に重なった前記基板のうち、前記厚さ方向の最下段に位置する前記基板の前記第２の面側に配設された第２の伝熱部材を備え、
    　前記第２の伝熱部材は、多段に重なった前記基板のうち、最下段に位置する前記基板の前記第２部分と熱的に接合され、最下段に位置する前記基板の前記対向部分よりも、最下段に位置する前記基板の前記第２部分との間で熱伝達を行う、熱電変換装置。
  12. 　請求項４に記載の熱電変換装置において、
    　前記基板及び前記熱電変換体が前記厚さ方向に多段に重なった熱電変換モジュールを備え、
    　前記第２の面から前記第１の面に向かう方向を上方向としたとき、
    　前記伝熱部は、多段に重なった前記熱電変換体のうち、前記厚さ方向の最上段に位置する前記熱電変換体との間で熱伝達を行い、
    　多段に重なった前記熱電変換体のうち、前記厚さ方向の最上段以外の段に位置する前記熱電変換体は、その上段に位置する前記基板の前記第１部分に熱的に接合され、その上段に位置する前記基板の前記対向部分よりも、その上段に位置する前記基板の前記第１部分との間で熱伝達を行う、熱電変換装置。
  13. 　請求項６から８のいずれか１項に記載の熱電変換装置において、
    　前記基板及び前記熱電変換体が前記厚さ方向に多段に重なった熱電変換モジュールを備え、
    　前記第２の面から前記第１の面に向かう方向を上方向としたとき、
    　前記伝熱部は、多段に重なった前記熱電変換体のうち、前記厚さ方向の最上段に位置する前記熱電変換体との間で熱伝達を行い、
    　多段に重なった前記熱電変換体のうち、前記厚さ方向の最上段以外の段に位置する前記熱電変換体は、その上段に位置する前記基板の前記第１部分及び前記第２部分に熱的に接合され、その上段に位置する前記基板の前記対向部分よりも、その上段に位置する前記基板の前記第１部分及び前記第２部分との間で熱伝達を行う、熱電変換装置。
  14. 　請求項１２又は１３に記載の熱電変換装置において、
    　多段に重なった前記基板のうち、前記厚さ方向の最下段に位置する前記基板の前記第２の面側に配設された第２の伝熱部材を備え、
    　前記第２の伝熱部材は、多段に重なった前記基板のうち、最下段に位置する前記基板の前記第１部分と熱的に接合され、最下段に位置する前記基板の前記対向部分よりも、最下段に位置する前記基板の前記第１部分との間で熱伝達を行う、熱電変換装置。
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