WO2022092039A1 - 熱電変換モジュール及び熱電変換モジュールの製造方法 - Google Patents

熱電変換モジュール及び熱電変換モジュールの製造方法 Download PDF

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WO2022092039A1
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electrode
conversion element
conversion module
conversion elements
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秀樹 内田
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日本ゼオン株式会社
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    • H10N10/85Thermoelectric active materials
    • H10N10/851Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions
    • H10N10/855Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions comprising compounds containing boron, carbon, oxygen or nitrogen

Definitions

  • the present invention relates to a thermoelectric conversion module and a method for manufacturing a thermoelectric conversion module.
  • thermoelectric conversion device that converts thermal energy into electrical energy
  • Patent Document 1 a thermoelectric conversion device that converts thermal energy into electrical energy.
  • the thermoelectric conversion device described in Patent Document 1 includes a laminated structure of a p-type layer and an n-type layer.
  • thermoelectric conversion device in order to increase the generated power, it is required to arrange the laminated structure of the p-type layer and the n-type layer. If the p-type layer and the n-type layer are arranged side by side, the thermoelectric conversion device becomes large.
  • an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a miniaturized thermoelectric conversion module and a method for manufacturing a thermoelectric conversion module while increasing the generated power.
  • thermoelectric conversion device of the present invention has an insulating sheet substrate having facing front and back surfaces and a length extending along a first direction.
  • a plurality of thermoelectric conversion elements formed in a rectangular shape and the plurality of thermoelectric conversion elements extending from the first electrode to the second electrode are electrically connected in series at the elongated end of each thermoelectric conversion element.
  • the thermoelectric conversion element having an odd-numbered number from the first electrode among the plurality of thermoelectric conversion elements electrically connected in series by the connection portion is located on the surface side.
  • the elements are located on the back surface side and are arranged along the second direction.
  • thermoelectric conversion device of the present invention when the sheet substrate is viewed in a plan view, the odd-numbered plurality of thermoelectric conversion elements located on the front surface side are the even-numbered thermoelectric conversion elements located on the back surface side. It is preferably located so as to overlap with a plurality of thermoelectric conversion elements. With such a configuration, the thermoelectric conversion module can be miniaturized.
  • thermoelectric conversion element located on the front surface side is a p-type thermoelectric conversion element
  • thermoelectric conversion element located on the back surface side is an n-type thermoelectric conversion element. It is preferable that there is.
  • thermoelectric conversion device of the present invention it is preferable that all of the plurality of the thermoelectric conversion elements included in the thermoelectric conversion module are p-type thermoelectric conversion elements.
  • the durability of one of the p-type thermoelectric conversion elements may be high even if the n-type thermoelectric conversion element is formed. Since all of the plurality of thermoelectric conversion elements are p-type thermoelectric conversion elements, the thermoelectric conversion module can be excellent in durability.
  • thermoelectric conversion device of the present invention it is preferable that all of the plurality of the thermoelectric conversion elements included in the thermoelectric conversion module are formed including carbon nanotubes. With such a configuration, the mechanical strength of the thermoelectric conversion module can be further improved, and the weight of the thermoelectric conversion module can be reduced.
  • thermoelectric conversion device of the present invention it is preferable that the shape of each of the plurality of thermoelectric conversion elements included in the thermoelectric conversion module is a rectangular shape having substantially the same dimensions. With such a configuration, the thermoelectric conversion module can be miniaturized.
  • the plurality of thermoelectric conversion elements included in the thermoelectric conversion module are such that the electric resistance values of the plurality of thermoelectric conversion elements are substantially the same.
  • the length of each of the plurality of thermoelectric conversion elements along the first direction, the width of each of the plurality of thermoelectric conversion elements along the second direction, and the thickness of each of the plurality of thermoelectric conversion elements are adjusted. , Is preferable.
  • the thickness of each of the plurality of thermoelectric conversion elements included in the thermoelectric conversion module is substantially the same, and the length of each of the plurality of thermoelectric conversion elements is different. Moreover, it is preferable that the widths of the plurality of thermoelectric conversion elements are different from each other.
  • the shape of the seat substrate is trapezoidal, and the seat substrate has a first edge corresponding to one of the two trapezoidal legs and the two.
  • the plurality of thermoelectric conversion elements extend from the first edge portion to the second edge portion along the first direction. Since the shape of the sheet substrate is trapezoidal, the degree of freedom in the place where the thermoelectric conversion module is arranged can be increased.
  • thermoelectric conversion module of the present invention includes an insulating sheet substrate having an opposed front surface and a back surface and an insulating sheet substrate along a first direction. It is provided with a plurality of thermoelectric conversion elements formed in an elongated shape, and a connection portion for electrically connecting the plurality of thermoelectric conversion elements in series at the elongated ends of the thermoelectric conversion elements.
  • a method for manufacturing a thermoelectric conversion module which comprises an electrode layer forming step of forming an electrode layer on at least one of the front surface and the back surface of an insulating substrate having an opposing front surface and a back surface, and an electrode layer forming step on the substrate.
  • the element forming step of forming the thermoelectric conversion element layer on the upper surface and the surface on which the electrode layer is not formed on the substrate, and the thermoelectric conversion element layer are cut along the first direction and intersect in the first direction.
  • the thermoelectric conversion element forming step of forming a plurality of thermoelectric conversion elements arranged along the second direction, and the elongated shape of each thermoelectric conversion element so that all of the plurality of thermoelectric conversion elements are electrically connected in series. Includes a connection step of connecting both ends with a connection.
  • thermoelectric conversion module of the present invention it is preferable that the electrode layer is formed only on the surface of the substrate.
  • thermoelectric conversion element layer is a layer formed containing carbon nanotubes.
  • thermoelectric conversion element forming step is carried out by using a UV laser, a nanosecond laser or a femtosecond laser.
  • a UV laser or a nanosecond laser or a femtosecond laser heat generation by the laser can be reduced.
  • heat generation by the laser it is possible to suppress the gap between the thermoelectric conversion elements from expanding in the second direction, and the density of the thermoelectric conversion elements in the thermoelectric conversion module can be increased.
  • thermoelectric conversion module it is possible to provide a miniaturized thermoelectric conversion module and a method for manufacturing a thermoelectric conversion module while increasing the generated power.
  • thermoelectric conversion module It is an external view of the thermoelectric conversion module which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is sectional drawing of the thermoelectric conversion module along the L1-L1 line shown in FIG. It is sectional drawing of the thermoelectric conversion module along the L2-L2 line shown in FIG. It is a figure which shows the current path in the thermoelectric conversion module shown in FIG. It is external drawing of the thermoelectric conversion module which concerns on the modification of 1st Embodiment of this invention. It is sectional drawing of the thermoelectric conversion module along the L3-L3 line shown in FIG. It is sectional drawing of the thermoelectric conversion module along the L4-L4 line shown in FIG. It is a flowchart which shows the manufacturing method of the thermoelectric conversion module shown in FIG.
  • thermoelectric conversion module which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
  • thermoelectric conversion module It is sectional drawing of the thermoelectric conversion module along the L5-L5 line shown in FIG. It is sectional drawing of the thermoelectric conversion module along the line L6-L6 shown in FIG. It is a figure which shows the electrode layer shown in FIG. It is a figure which shows the current path in the thermoelectric conversion module shown in FIG. It is a figure which shows the structure after arranging the carbon nanotube sheet. It is an external view of the thermoelectric conversion module which concerns on 3rd Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is an external view of the thermoelectric conversion module 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the thermoelectric conversion module 1 along the line L1-L1 shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the thermoelectric conversion module along the L2-L2 line shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing a current path in the thermoelectric conversion module shown in FIG.
  • thermoelectric conversion module 1 can be arranged in the heat source 2.
  • the thermoelectric conversion module 1 has a first edge portion 1H and a second edge portion 1L on a sheet substrate 10 described later.
  • the first edge portion 1H and the second edge portion 1L face each other.
  • the first edge portion 1H may be located near the heat source 2 when the thermoelectric conversion module 1 is arranged in the heat source 2.
  • the second edge portion 1L may be located away from the heat source 2 when the thermoelectric conversion module 1 is arranged in the heat source 2.
  • the temperature near the first edge portion 1H can be higher than the temperature near the second edge portion 1L because the first edge portion 1H is located closer to the heat source 2 than the second edge portion 1L. In other words, the temperature near the second edge portion 1L can be lower than the temperature near the first edge portion 1H.
  • the first direction A1 is the direction in which the first edge portion 1H and the second edge portion 1L face each other. In the present embodiment, it is assumed that the first direction A1 is the direction from the second edge portion 1L of the thermoelectric conversion module 1 toward the first edge portion 1H.
  • the second direction A2 is a direction orthogonal to the first direction A1.
  • the second direction A2 does not have to be orthogonal to the first direction A1 as long as it intersects the first direction A1.
  • the second direction A2 is the direction from the left side of the paper surface of FIG. 1 toward the right side of the paper surface.
  • the third direction A3 is a direction orthogonal to the plane including the first direction A1 and the second direction A2.
  • the third direction A3 is the direction from the back side of the paper surface of FIG. 1 toward the front side of the paper surface.
  • upper shall refer to the A3 side in the third direction unless otherwise specified.
  • downward shall mean the opposite direction side of the third direction A3 unless otherwise specified.
  • the shape of the thermoelectric conversion module 1 seen from the third direction A3 is a rectangular shape such as a rectangular shape.
  • the shape of the thermoelectric conversion module 1 seen from the third direction A3 may be any shape such as a fan shape.
  • the thermoelectric conversion module 1 includes a sheet substrate 10 and thermoelectric conversion elements 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28.
  • the thermoelectric conversion module 1 includes a connection portion 30, a first electrode 31, and a second electrode 32.
  • the connecting portion 30 includes electrodes 41, 42, 43, 44, electrodes 51, 52, 53, a first joining member 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, and a second joining member 71. It has 72,73,74,75,76,77,78 and so on.
  • thermoelectric conversion element 20 shows a thermoelectric conversion module 1 including eight thermoelectric conversion elements 20.
  • the number of thermoelectric conversion elements 20 included in the thermoelectric conversion module 1 may be any number.
  • each of the electrodes 41 to 44 are particularly distinguished, these are collectively referred to as “electrode 40".
  • electrode 50 when each of the electrodes 51 to 53 is not particularly distinguished, these are collectively referred to as “electrode 50".
  • first joining member 60 when the first joining members 61 to 68 are not particularly distinguished, these are collectively referred to as "first joining member 60”.
  • second joining member 70 2 and 3 show a connecting portion 30 having four electrodes 40, three electrodes 50, eight first joining members 60, and eight second joining members 70.
  • the number of electrodes 40, the number of electrodes 50, the number of first joining members 60, and the number of second joining members 70 of the connecting portion 30 correspond to the number of thermoelectric conversion elements 20 included in the thermoelectric conversion module 1. May be.
  • the sheet substrate 10 as shown in FIG. 1 has an insulating property.
  • the sheet substrate 10 may have flexibility.
  • the material for forming the sheet substrate 10 is not particularly limited, and any insulating material can be used.
  • the shape of the sheet substrate 10 seen from the third direction A3 is a quadrangle such as a rectangle. However, the shape of the sheet substrate 10 seen from the third direction A3 may be any shape such as a fan shape.
  • the sheet substrate 10 may be parallel to the surface including the first direction A1 and the second direction A2.
  • the sheet substrate 10 has the above-mentioned first edge portion 1H and the above-mentioned second edge portion 1L. As shown in FIGS. 2 and 3, the sheet substrate 10 has a front surface 10A and a back surface 10B. The front surface 10A and the back surface 10B face each other. The surface 10A is a surface of the sheet substrate 10 facing the third direction A3. The back surface 10B is a surface of the sheet substrate 10 facing the opposite direction of the third direction A3.
  • the sheet substrate 10 has a substrate 11 and an insulating layer 12.
  • the substrate 11 has an insulating property.
  • the substrate 11 may have flexibility.
  • the material for forming the substrate 11 is not particularly limited, and any material such as polyimide or epoxy glass can be used.
  • the shape of the substrate 11 seen from the third direction A3 is a rectangular shape such as a rectangular shape.
  • the shape of the substrate 11 seen from the third direction A3 may be any shape such as a fan shape.
  • the substrate 11 may be parallel to the plane including the first direction A1 and the second direction A2.
  • the substrate 11 has a front surface 11A and a back surface 11B.
  • the front surface 11A and the back surface 11B face each other.
  • the surface 11A is a surface of the substrate 11 facing the third direction A3.
  • the back surface 11B is a surface of the substrate 11 facing the opposite direction of the third direction A3.
  • the back surface 11B may correspond to the back surface 10B of the sheet substrate 10.
  • the substrate 11 has openings 11a, 11b, 11c, 11d.
  • each position of the openings 11a to 11d as seen from the third direction A3 may correspond to each position of the electrodes 41 to 44.
  • the substrate 11 has openings 11e, 11f, 11g, 11h.
  • each position of the openings 11e to 11g as seen from the third direction A3 may correspond to each position of the electrodes 51 to 53.
  • the position of the opening 11h as seen from the third direction A3 may correspond to the position of the second electrode 32.
  • the shape of the openings 11a to 11h seen from the third direction A3 is a circular shape. However, the shape of the openings 11a to 11h may be any shape.
  • the insulating layer 12 has an insulating property.
  • the insulating layer 12 may have flexibility.
  • the material for forming the insulating layer 12 is not particularly limited, and any insulating material can be used.
  • the insulating layer 12 may be located on the surface 11A of the substrate 11. As shown in FIG. 1, the shape of the insulating layer 12 seen from the third direction A3 is a rectangular shape such as a rectangular shape. However, the shape of the insulating layer 12 seen from the third direction A3 may be any shape such as a fan shape.
  • the insulating layer 12 may be parallel to the surface including the first direction A1 and the second direction A2.
  • the insulating layer 12 has a front surface 12A and a back surface 12B.
  • the front surface 12A and the back surface 12B face each other.
  • the surface 12A is a surface of the insulating layer 12 facing the third direction A3.
  • the surface 12A may correspond to the surface 10A of the sheet substrate 10.
  • the back surface 12B is a surface of the insulating layer 12 facing the opposite direction of the third direction A3.
  • the insulating layer 12 has openings 12a, 12b, 12c, 12d. As shown in FIG. 1, each position of the openings 12a to 12d as seen from the third direction A3 may correspond to each position of the electrodes 41 to 44. As shown in FIG. 3, the insulating layer 12 has openings 12e, 12f, 12g, 12h. As shown in FIG. 1, the position of the opening 12e as seen from the third direction A3 may correspond to the position of the first electrode 31. Further, each position of the openings 12f to 12h seen from the third direction A3 may correspond to each position of the electrodes 51 to 53.
  • the shape of the openings 12a to 12h seen from the third direction A3 is a circular shape. However, the shape of the openings 12a to 12h may be any shape.
  • the thermoelectric conversion element 20 is a p-type thermoelectric conversion element or an n-type thermoelectric conversion element.
  • the thermoelectric conversion elements 21, 23, 25, 27 are p-type thermoelectric conversion elements
  • the thermoelectric conversion elements 22, 24, 26, 28 are n-type thermoelectric conversion elements.
  • the thermoelectric conversion elements 22, 24, 26, and 28, which are n-type thermoelectric conversion elements, are hatched.
  • thermoelectric conversion material for forming the thermoelectric conversion element 20 is not particularly limited, and is not particularly limited. Compounds, conductive fibers, composite materials thereof and the like can be used. Above all, it is preferable to use conductive fibers, and it is more preferable to use fibrous carbon nanostructures such as carbon nanotubes (hereinafter, also referred to as “CNT”). This is because if CNTs are used, the mechanical strength of the thermoelectric conversion module 1 of the present invention can be further improved and the weight can be reduced. Further, the CNT is not particularly limited, and a single-walled CNT and / or a multi-walled CNT can be used, but the CNT is preferably a single-walled CNT.
  • the single-walled carbon nanotubes are used when CNTs are synthesized by a chemical vapor deposition method (CVD method) by supplying a raw material compound and a carrier gas onto a substrate having a catalyst layer for CNT production on the surface.
  • CVD method chemical vapor deposition method
  • the manufactured CNT can be used (hereinafter, the CNT manufactured according to such a method may be referred to as "SGCNT").
  • SGCNT has a feature that there are many bends.
  • CNTs are considered to have high thermal conductivity due to electron transfer, but also have a high effect of lowering thermal conductivity due to phonon vibration.
  • SGCNT has more bends than CNTs manufactured according to other general methods, it has a structure in which phonon vibration is less likely to be amplified, and it is possible to suppress a decrease in thermal conductivity due to phonon vibration. .. Therefore, SGCNT can be a more superior material as a thermoelectric conversion material as compared with other general CNTs.
  • thermoelectric conversion elements 21 to 28 may be formed including CNTs. With such a configuration, the mechanical strength of the thermoelectric conversion module 1 can be further improved, and the weight of the thermoelectric conversion module 1 can be reduced.
  • thermoelectric conversion element 20 extends along the first direction A1.
  • the shape of the thermoelectric conversion element 20 seen from the third direction A3 is a long shape such as a rectangular shape. However, the shape of the thermoelectric conversion element 20 seen from the third direction A3 may be any shape such as a fan shape.
  • the longitudinal direction of the thermoelectric conversion element 20 is along the first direction A1.
  • the longitudinal direction of the thermoelectric conversion element 20 may be parallel to the first direction A1.
  • the thermoelectric conversion elements 21 to 28 may have the same shape.
  • the cross-sectional shape of the thermoelectric conversion element 20 may be a thin film.
  • the thermoelectric conversion element 20 has a first end portion 20H and a second end portion 20L in the first direction A1.
  • the first end portion 20H is located toward the first edge portion 1H of the thermoelectric conversion module 1.
  • the second end portion 20L is located toward the second edge portion 1L of the thermoelectric conversion module 1.
  • the first end portions 20H of the thermoelectric conversion elements 21 to 28 are “first end portion 21H”, “first end portion 22H”, “first end portion 23H", “first end portion 24H”, respectively. It is also described as “first end 25H", “first end 26H", “first end 27H” and “first end 28H”.
  • the second end portions 20L of the thermoelectric conversion elements 21 to 28 are “second end portion 21L”, “second end portion 22L”, “second end portion 23L”, “second end portion 24L”, respectively. It is also described as “second end 25L”, “second end 26L”, “second end 27L” and “second end 28L”.
  • the positions of the first end portions 21H to 28H in the first direction A1 are different. However, the positions of the first end portions 21H to 28H in the first direction A1 may be the same. Further, in the configuration shown in FIG. 1, the positions of the second end portions 21L to 28L in the first direction A1 are different. However, the positions of the second end portions 21L to 28L in the first direction A1 may be the same.
  • the thermoelectric conversion element 20 can generate electricity by utilizing the temperature difference between the first end portion 20H and the second end portion 20L. Specifically, the temperature of the first end portion 20H of the thermoelectric conversion element 20 is such that the first end portion 20H is located closer to the first edge portion 1H than the second end portion 20L, so that the second end portion 20L Can be higher than the temperature of. When the temperature of the first end portion 20H becomes higher than the temperature of the second end portion 20L, a temperature difference may occur between the first end portion 20H and the second end portion 20L. Due to the temperature difference between the first end portion 20H and the second end portion 20L, a temperature gradient may occur in the thermoelectric conversion element 20. The thermoelectric conversion element 20 can generate electric power by generating an electromotive force due to the Zeebeck effect caused by this temperature gradient.
  • the plurality of thermoelectric conversion elements 20 are electrically connected in series from the first electrode 31 to the second electrode 32 in the order of the thermoelectric conversion elements 21 to 28 by the connecting portion 30 as described later.
  • the connecting portion 30 as described later.
  • the plurality of thermoelectric conversion elements 20 By electrically connecting the plurality of thermoelectric conversion elements 20 in series in this way, when the plurality of thermoelectric conversion elements 20 generate electricity, as shown in FIG. 4, one current path is generated in the thermoelectric conversion module 1. obtain.
  • each of the currents I21, I22, I23, I24, I25, I26, I27, and I28 is a current flowing through each of the thermoelectric conversion elements 21 to 28.
  • the odd-numbered thermoelectric conversion element 20 counting from the first electrode 31 of the plurality of thermoelectric conversion elements 20 electrically connected in series by the connecting portion 30 is located on the side of the surface 10A of the sheet substrate 10. ..
  • the odd-numbered thermoelectric conversion element 20 counting from the first electrode 31 is the first thermoelectric conversion element 21, the third thermoelectric conversion element 23, the fifth thermoelectric conversion element 25, and the seventh thermoelectric conversion. It becomes the element 27. That is, the thermoelectric conversion elements 21, 23, 25, 27 are located on the side of the surface 10A of the sheet substrate 10, for example, on the side of the surface 12A of the insulating layer 12.
  • the thermoelectric conversion elements 21, 23, 25, 27 are arranged along the second direction A2 on the surface 10A.
  • the thermoelectric conversion elements 21, 23, 25, 27 may be arranged with a gap along the second direction A2. The width of the gap may be arbitrary as long as insulation between two thermoelectric conversion elements 20 adjacent to each other in the second direction A2 can be secured.
  • thermoelectric conversion element 20 counting from the first electrode 31 among the plurality of thermoelectric conversion elements 20 electrically connected in series by the connecting portion 30 is located on the back surface 10B side of the sheet substrate 10.
  • the even-numbered thermoelectric conversion element 20 counting from the first electrode 31 is the second thermoelectric conversion element 22, the fourth thermoelectric conversion element 24, the sixth thermoelectric conversion element 26, and the eighth thermoelectric conversion. It becomes the element 28. That is, the thermoelectric conversion elements 22, 24, 26, and 28 are located on the side of the back surface 10B of the sheet substrate 10, for example, on the side of the back surface 11B of the substrate 11.
  • the thermoelectric conversion elements 22, 24, 26, and 28 are arranged along the second direction A2 on the back surface 10B.
  • the thermoelectric conversion elements 22, 24, 26, and 28 may be arranged with a gap along the second direction A2. The width of the gap may be arbitrary as long as insulation between two thermoelectric conversion elements 20 adjacent to each other in the second direction A2 can be secured.
  • thermoelectric conversion module 1 By locating the thermoelectric conversion element 20 on both the front surface 10A and the back surface 10B of the sheet substrate 10 in this way, the density of the thermoelectric conversion element 20 in the thermoelectric conversion module 1 can be increased. By increasing the density of the thermoelectric conversion element 20 in the thermoelectric conversion module 1, the thermoelectric conversion module 1 can be miniaturized while increasing the generated power.
  • thermoelectric conversion module 1 when viewed in a plan view, that is, when viewed from the third direction A3, at least a part of the thermoelectric conversion element 20 located on the surface 10A side of the sheet substrate 10 is the sheet substrate 10. It may overlap with at least a part of the thermoelectric conversion element 20 located on the back surface 10B side. With such a configuration, the thermoelectric conversion module 1 can be miniaturized. However, when viewed from the third direction A3, at least a part of the thermoelectric conversion element 20 located on the side of the front surface 10A of the sheet substrate 10 is at least one of the thermoelectric conversion elements 20 located on the side of the back surface 10B of the sheet substrate 10. It does not have to overlap the parts.
  • each of the thermoelectric conversion elements 21 to 28 may be a rectangular shape having substantially the same dimensions. Since the shapes of all the thermoelectric conversion elements 21 to 28 are rectangular with substantially the same dimensions, the thermoelectric conversion elements 20 can be efficiently arranged on each of the front surface 10A and the back surface 10B of the sheet substrate 10. With such a configuration, the thermoelectric conversion module can be miniaturized. However, all the shapes of the thermoelectric conversion elements 21 to 28 may be any shape such as a fan shape as long as they have substantially the same dimensions. Since all the shapes of the thermoelectric conversion elements 21 to 28 have substantially the same dimensions, the thermoelectric conversion elements 20 can be efficiently arranged on each of the front surface 10A and the back surface 10B of the sheet substrate 10.
  • thermoelectric conversion elements 21 to 28 have a length along the first direction A1 of each of the thermoelectric conversion elements 21 to 28 so that the electric resistance values of the thermoelectric conversion elements 21 to 28 are substantially the same. It may be configured by adjusting the width along the second direction A2 of each of 28 to 28 and the thickness of the thermoelectric conversion elements 21 to 28 in the third direction A3 of each of the thermoelectric conversion elements 21 to 28.
  • the thermoelectric conversion element 20 having a small electric resistance value may cause the thermoelectric conversion module 1. The current is fixed.
  • thermoelectric conversion elements 21 to 28 Since the electric resistance values of the thermoelectric conversion elements 21 to 28 are substantially the same, it can be suppressed that the current that can be generated in the thermoelectric conversion module 1 is determined by the thermoelectric conversion element 20 having a small electric resistance value. With such a configuration, the power loss in the thermoelectric conversion module 1 can be reduced.
  • Each of the first electrode 31 and the second electrode 32 as shown in FIG. 1 has conductivity.
  • the conductive material for forming each of the first electrode 31 and the second electrode 32 is not particularly limited, and any metal such as copper or aluminum can be used.
  • a take-out wiring for taking out the electric power generated by the thermoelectric conversion module 1 may be electrically connected to each of the first electrode 31 and the second electrode 32.
  • each of the first electrode 31 and the second electrode 32 may be located in the sheet substrate 10, for example, on the surface 11A of the substrate 11.
  • the first electrode 31 may be located on the side opposite to the second direction A2 with respect to the electrode 51.
  • the width of the gap between the first electrode 31 and the electrode 51 may be arbitrary as long as these two insulations can be secured.
  • the second electrode 32 may be located on the second direction A2 side of the electrode 53.
  • the width of the gap between the second electrode 32 and the electrode 53 may be arbitrary as long as these two insulations can be secured.
  • the first electrode 31 functions as, for example, a negative electrode.
  • the first electrode 31 is electrically connected to the end portion of the two ends of the plurality of thermoelectric conversion elements 20 electrically connected in series, which is the negative electrode.
  • the first electrode 31 is electrically connected to the second end portion 21L of the thermoelectric conversion element 21.
  • at least a part of the first electrode 31 is exposed from the opening 12e of the insulating layer 12.
  • At least a part of the first electrode 31 exposed from the opening 12e is electrically connected to the second end 21L of the thermoelectric conversion element 21 by the second joining member 71.
  • the second electrode 32 functions as, for example, a positive electrode.
  • the second electrode 32 is electrically connected to the end portion of the two ends of the plurality of thermoelectric conversion elements 20 electrically connected in series, which is the positive electrode.
  • the second electrode 32 is electrically connected to the second end portion 28L of the thermoelectric conversion element 28.
  • at least a part of the second electrode 32 is exposed from the opening 11h of the substrate 11.
  • At least a part of the second electrode 32 exposed from the opening 11h is electrically connected to the second end 28L of the thermoelectric conversion element 28 by the second joining member 71.
  • the connecting portion 30 connects a plurality of thermoelectric conversion elements 20 from the first electrode 31 to the second electrode 32 at the elongated end portion of each thermoelectric conversion element 20, that is, the first end portion 20H or the second end portion 20L. Electrically connect in series at.
  • the connecting portion 30 electrically connects a plurality of thermoelectric conversion elements 20 in series from the first electrode 31 to the second electrode 32 in the order of the thermoelectric conversion elements 21 to 28.
  • the connecting portion 30 has a plurality of electrodes 40, a plurality of electrodes 50, a plurality of first joining members 60, and a plurality of second joining members 70.
  • the electrode 40 has conductivity.
  • the conductive material for forming the electrode 40 is not particularly limited, and any metal such as copper or aluminum can be used.
  • the electrode 40 may be located in the sheet substrate 10, for example, on the surface 11A of the substrate 11.
  • the electrodes 41 to 44 may be arranged along the second direction A2 with a gap.
  • the width of the gap may be arbitrary as long as insulation between two electrodes 40 adjacent to each other in the second direction A2 can be secured.
  • the electrodes 40 are formed on the first end portion 20H of the thermoelectric conversion element 20 located on the side of the front surface 10A of the sheet substrate 10 and the first end portion 20H of the thermoelectric conversion element 20 located on the side of the back surface 10B of the sheet substrate 10. It is electrically connected.
  • the electrode 41 is electrically connected to the first end portion 21H of the thermoelectric conversion element 21 located on the side of the front surface 10A and the first end portion 22H of the thermoelectric conversion element 22 located on the side of the back surface 10B.
  • at least a part of the electrode 41 is exposed from the opening 12a of the insulating layer 12.
  • At least a part of the electrode 41 exposed from the opening 12a is electrically connected to the first end 21H of the thermoelectric conversion element 21 by the first joining member 61.
  • at least a part of the electrode 41 is exposed from the opening 11a of the substrate 11.
  • At least a part of the electrode 41 exposed from the opening 11a is electrically connected to the first end portion 22H of the thermoelectric conversion element 22 by the first joining member 62.
  • the position of the electrode 41 in the second direction A2 may be appropriately set according to the position of the thermoelectric conversion element 21 in the second direction A2 and the position of the thermoelectric conversion element 22 in the second direction A2.
  • the electrode 42 is electrically connected to the first end portion 23H of the thermoelectric conversion element 23 located on the side of the front surface 10A and the first end portion 24H of the thermoelectric conversion element 24 located on the side of the back surface 10B.
  • at least a part of the electrode 42 is exposed from the opening 12b of the insulating layer 12.
  • At least a part of the electrode 42 exposed from the opening 12b is electrically connected to the first end portion 23H of the thermoelectric conversion element 23 by the first joining member 63.
  • at least a part of the electrode 42 is exposed from the opening 11b of the substrate 11.
  • At least a part of the electrode 42 exposed from the opening 11b is electrically connected to the first end portion 24H of the thermoelectric conversion element 24 by the first joining member 64.
  • the position of the electrode 42 in the second direction A2 may be appropriately set according to the position of the thermoelectric conversion element 23 in the second direction A2 and the position of the thermoelectric conversion element 24 in the second direction A2.
  • the electrode 43 is electrically connected to the first end portion 25H of the thermoelectric conversion element 25 located on the side of the front surface 10A and the first end portion 26H of the thermoelectric conversion element 26 located on the side of the back surface 10B.
  • at least a part of the electrode 43 is exposed from the opening 12c of the insulating layer 12.
  • At least a part of the electrode 43 exposed from the opening 12c is electrically connected to the first end portion 25H of the thermoelectric conversion element 25 by the first joining member 65.
  • at least a part of the electrode 43 is exposed from the opening 11c of the substrate 11.
  • At least a part of the electrode 43 exposed from the opening 11c is electrically connected to the first end portion 26H of the thermoelectric conversion element 26 by the first joining member 66.
  • the position of the electrode 43 in the second direction A2 may be appropriately set according to the position of the thermoelectric conversion element 25 in the second direction A2 and the position of the thermoelectric conversion element 26 in the second direction A2.
  • the electrode 44 is electrically connected to the first end portion 27H of the thermoelectric conversion element 27 located on the side of the front surface 10A and the first end portion 28H of the thermoelectric conversion element 28 located on the side of the back surface 10B.
  • at least a part of the electrode 44 is exposed from the opening 12d of the insulating layer 12.
  • At least a part of the electrode 44 exposed from the opening 12d is electrically connected to the first end portion 27H of the thermoelectric conversion element 27 by the first joining member 67.
  • at least a part of the electrode 44 is exposed from the opening 11d of the substrate 11.
  • At least a part of the electrode 44 exposed from the opening 11d is electrically connected to the first end 28H of the thermoelectric conversion element 28 by the first joining member 68.
  • the position of the electrode 44 in the second direction A2 may be appropriately set according to the position of the thermoelectric conversion element 27 in the second direction A2 and the position of the thermoelectric conversion element 28 in the second direction A2.
  • the electrode 50 has conductivity.
  • the conductive material for forming the electrode 50 is not particularly limited, and any metal such as copper or aluminum can be used.
  • the electrode 50 may be located in the sheet substrate 10, for example, on the surface 11A of the substrate 11.
  • the electrodes 51 to 53 may be arranged along the second direction A2 with a gap between the first electrode 31 and the second electrode 32.
  • the width of the gap may be arbitrary as long as insulation between two electrodes 50 adjacent to each other in the second direction A2 can be secured.
  • the electrodes 50 are formed on a second end portion 20L of the thermoelectric conversion element 20 located on the side of the front surface 10A of the sheet substrate 10 and a second end portion 20L of the thermoelectric conversion element 20 located on the side of the back surface 10B of the sheet substrate 10. It is electrically connected.
  • the electrode 51 is electrically connected to the second end 22L of the thermoelectric conversion element 22 located on the side of the front surface 10A and the second end 23L of the thermoelectric conversion element 23 located on the side of the back surface 10B.
  • at least a part of the electrode 51 is exposed from the opening 11e of the substrate 11.
  • At least a part of the second electrode exposed from the opening 11e is electrically connected to the second end 22L of the thermoelectric conversion element 22 by the second joining member 72.
  • at least a part of the electrode 51 is exposed from the opening 12f of the insulating layer 12.
  • At least a part of the electrode 51 exposed from the opening 12f is electrically connected to the second end portion 23L of the thermoelectric conversion element 23 by the second joining member 73.
  • the position of the electrode 51 in the second direction A2 may be appropriately set according to the position of the thermoelectric conversion element 22 in the second direction A2 and the position of the thermoelectric conversion element 23 in the second direction A2.
  • the electrode 52 is electrically connected to the second end portion 24L of the thermoelectric conversion element 24 located on the side of the front surface 10A and the second end portion 25L of the thermoelectric conversion element 25 located on the side of the back surface 10B.
  • the electrode 52 is exposed from the opening 11f of the substrate 11. At least a part of the electrode 52 exposed from the opening 11f is electrically connected to the second end portion 24L of the thermoelectric conversion element 24 by the second joining member 74. Further, at least a part of the electrode 52 is exposed from the opening 12g of the insulating layer 12. At least a part of the electrode 52 exposed from the opening 12g is electrically connected to the second end portion 25L of the thermoelectric conversion element 25 by the second joining member 75.
  • the position of the electrode 51 in the second direction A2 may be appropriately set according to the position of the thermoelectric conversion element 24 in the second direction A2 and the position of the thermoelectric conversion element 25 in the second direction A2.
  • the electrode 53 is electrically connected to the second end portion 26L of the thermoelectric conversion element 26 located on the side of the front surface 10A and the second end portion 27L of the thermoelectric conversion element 27 located on the side of the back surface 10B.
  • at least a part of the electrode 53 is exposed from the opening 11g of the substrate 11.
  • At least a part of the electrode 53 exposed from the opening 11g is electrically connected to the second end portion 26L of the thermoelectric conversion element 26 by the second joining member 76.
  • at least a part of the electrode 53 is exposed from the opening 12h of the insulating layer 12.
  • At least a part of the electrode 53 exposed from the opening 12h is electrically connected to the second end portion 27L of the thermoelectric conversion element 27 by the second joining member 77.
  • the first joining member 60 has conductivity.
  • the first joining member 60 may be formed of any member such as silver paste or solder.
  • the first joining member 61 electrically connects the electrode 41 and the first end portion 21H of the thermoelectric conversion element 21 located on the side of the surface 10A of the sheet substrate 10. For example, as shown in FIG. 2, at least a part of the first joining member 61 is located in the opening 12a of the insulating layer 12. The first joining member 61 electrically connects the electrode 41 and the first end portion 21H of the thermoelectric conversion element 21 via the opening 12a. As shown in FIG. 1, the first joining member 61 may extend from the opening 12a to the first end 21H of the thermoelectric conversion element 21.
  • the first joining member 62 electrically connects the electrode 41 and the first end portion 22H of the thermoelectric conversion element 22 located on the back surface 10B side of the sheet substrate 10. For example, as shown in FIG. 2, at least a part of the first joining member 62 is located in the opening 11a of the substrate 11. The first joining member 62 electrically connects the electrode 41 and the first end portion 22H of the thermoelectric conversion element 22 via the opening 11a. As shown in FIG. 1, the first joining member 62 may extend from the opening 11a to the first end 22H of the thermoelectric conversion element 22.
  • the first joining member 63 electrically connects the electrode 42 and the first end portion 22H of the thermoelectric conversion element 23 located on the side of the surface 10A of the sheet substrate 10. For example, as shown in FIG. 2, at least a part of the first joining member 63 is located in the opening 12b of the insulating layer 12. The first joining member 63 electrically connects the electrode 42 and the first end portion 23H of the thermoelectric conversion element 23 via the opening 12a. As shown in FIG. 1, the first joining member 63 may extend from the opening 12a to the first end 23H of the thermoelectric conversion element 23.
  • the first joining member 64 electrically connects the electrode 42 and the first end portion 24H of the thermoelectric conversion element 24 located on the back surface 10B side of the sheet substrate 10. For example, as shown in FIG. 2, at least a part of the first joining member 64 is located in the opening 11b of the substrate 11.
  • the first joining member 64 electrically connects the electrode 42 and the first end portion 24H of the thermoelectric conversion element 24 via the opening 11b. As shown in FIG. 1, the first joining member 64 may extend from the opening 11a to the first end 24H of the thermoelectric conversion element 24.
  • the first joining member 65 electrically connects the electrode 43 and the first end portion 25H of the thermoelectric conversion element 25 located on the side of the surface 10A of the sheet substrate 10. For example, as shown in FIG. 2, at least a part of the first joining member 65 is located in the opening 12c of the insulating layer 12.
  • the first joining member 64 electrically connects the electrode 43 and the first end portion 25H of the thermoelectric conversion element 25 via the opening 12c. As shown in FIG. 1, the first joining member 65 may extend from the opening 12c to the first end 25H of the thermoelectric conversion element 25.
  • the first joining member 66 electrically connects the electrode 43 and the first end portion 26H of the thermoelectric conversion element 26 located on the back surface 10B side of the sheet substrate 10. For example, as shown in FIG. 2, at least a part of the first joining member 65 is located in the opening 11c of the substrate 11. The first joining member 65 electrically connects the electrode 43 and the first end portion 26H of the thermoelectric conversion element 26 via the opening 11c. As shown in FIG. 1, the first joining member 66 may extend from the opening 11c to the first end 26H of the thermoelectric conversion element 26.
  • the first joining member 67 electrically connects the electrode 44 and the first end portion 27H of the thermoelectric conversion element 27 located on the side of the surface 10A of the sheet substrate 10. For example, as shown in FIG. 2, at least a part of the first joining member 67 is located in the opening 12d of the insulating layer 12. The first joining member 67 electrically connects the electrode 44 and the first end portion 27H of the thermoelectric conversion element 27 via the opening 12d. As shown in FIG. 1, the first joining member 67 may extend from the opening 12d to the first end 27H of the thermoelectric conversion element 27.
  • the first joining member 68 electrically connects the electrode 44 and the first end portion 28H of the thermoelectric conversion element 28 located on the back surface 10B side of the sheet substrate 10. For example, as shown in FIG. 2, at least a part of the first joining member 68 is located in the opening 11d of the substrate 11. The first joining member 68 electrically connects the electrode 44 and the first end portion 28H of the thermoelectric conversion element 28 via the opening 11d. As shown in FIG. 1, the first joining member 68 may extend from the opening 11d to the first end 28H of the thermoelectric conversion element 28.
  • the second joining member 70 has conductivity.
  • the second joining member 70 may be formed of any member such as silver paste or solder.
  • the second joining member 71 electrically connects the first electrode 31 and the second end portion 21L of the thermoelectric conversion element 21 located on the surface 10A side of the sheet substrate 10. For example, as shown in FIG. 3, at least a part of the second joining member 71 is located in the opening 12e of the insulating layer 12. The second joining member 71 electrically connects the first electrode 31 and the second end portion 21L of the thermoelectric conversion element 21 via the opening 12e. As shown in FIG. 1, the second joining member 71 may extend from the opening 12e to the second end 21L of the thermoelectric conversion element 21.
  • the second joining member 72 electrically connects the electrode 51 and the second end portion 22L of the thermoelectric conversion element 22 located on the back surface 10B side of the sheet substrate 10. For example, as shown in FIG. 3, at least a part of the second joining member 72 is located in the opening 11e of the substrate 11.
  • the second joining member 72 electrically connects the electrode 51 and the second end portion 22L of the thermoelectric conversion element 22 via the opening 11e. As shown in FIG. 1, the second joining member 72 may extend from the opening 11e to the second end 22L of the thermoelectric conversion element 22.
  • the second joining member 73 electrically connects the electrode 51 and the second end portion 23L of the thermoelectric conversion element 23 located on the side of the surface 10A of the sheet substrate 10. For example, as shown in FIG. 3, at least a part of the second joining member 73 is located in the opening 12f of the insulating layer 12. The second joining member 73 electrically connects the electrode 51 and the second end portion 23L of the thermoelectric conversion element 23 via the opening 12f. As shown in FIG. 1, the second joining member 73 may extend from the opening 12f to the second end 23L of the thermoelectric conversion element 23.
  • the second joining member 74 electrically connects the electrode 52 and the second end portion 24L of the thermoelectric conversion element 24 located on the back surface 10B side of the sheet substrate 10. For example, as shown in FIG. 3, at least a part of the second joining member 74 is located in the opening 11f of the substrate 11. The second joining member 74 electrically connects the electrode 52 and the second end portion 24L of the thermoelectric conversion element 24 via the opening 11f. As shown in FIG. 1, the second joining member 74 may extend from the opening 11f to the second end 24L of the thermoelectric conversion element 24.
  • the second joining member 75 electrically connects the electrode 52 and the second end portion 25L of the thermoelectric conversion element 25 located on the side of the surface 10A of the sheet substrate 10. For example, as shown in FIG. 3, at least a part of the second joining member 75 is located in the opening 12g of the insulating layer 12. The second joining member 75 electrically connects the electrode 52 and the second end portion 25L of the thermoelectric conversion element 25 via the opening 12g. As shown in FIG. 1, the second joining member 75 may extend from the opening 12g to the second end 25L of the thermoelectric conversion element 25.
  • the second joining member 76 electrically connects the electrode 53 and the second end portion 26L of the thermoelectric conversion element 26 located on the back surface 10B side of the sheet substrate 10. For example, as shown in FIG. 3, at least a part of the second joining member 76 is located in the opening 11g of the substrate 11. The second joining member 76 electrically connects the electrode 53 and the second end portion 26L of the thermoelectric conversion element 26 via the opening 11g. As shown in FIG. 1, the second joining member 76 may extend from the opening 11g to the second end 26L of the thermoelectric conversion element 26.
  • the second joining member 77 electrically connects the electrode 53 and the second end portion 27L of the thermoelectric conversion element 27 located on the side of the surface 10A of the sheet substrate 10. For example, as shown in FIG. 3, at least a part of the second joining member 77 is located in the opening 12h of the insulating layer 12. The second joining member 77 electrically connects the electrode 53 and the second end portion 27L of the thermoelectric conversion element 27 via the opening 12h. As shown in FIG. 1, the second joining member 77 may extend from the opening 12h to the second end 27L of the thermoelectric conversion element 27.
  • the second joining member 78 electrically connects the second electrode 32 and the second end portion 28L of the thermoelectric conversion element 28 located on the back surface 10B side of the sheet substrate 10. For example, as shown in FIG. 3, at least a part of the second joining member 78 is located in the opening 11h of the substrate 11.
  • the second joining member 78 electrically connects the second electrode 32 and the second end portion 28L of the thermoelectric conversion element 28 via the opening 11h. As shown in FIG. 1, the second joining member 78 may extend from the opening 11h to the second end 28L of the thermoelectric conversion element 28.
  • thermoelectric conversion module 1 the thermoelectric conversion element 20 is located on both the front surface 10A and the back surface 10B of the sheet substrate 10. With such a configuration, the thermoelectric conversion module 1 can be miniaturized while the density of the thermoelectric conversion element 20 in the thermoelectric conversion module 1 is increased. Therefore, according to the present embodiment, a miniaturized thermoelectric conversion module 1 can be provided while increasing the generated power.
  • FIG. 5 is an external view of the thermoelectric conversion module 101 according to a modified example of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the thermoelectric conversion module 101 along the L3-L3 line shown in FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the thermoelectric conversion module 101 along the L4-L4 line shown in FIG.
  • thermoelectric conversion module 101 when viewed from the third direction A3, the entire thermoelectric conversion element 20 located on the front surface 10A side of the sheet substrate 10 and the thermoelectric conversion element 20 located on the back surface 10B side of the sheet substrate 10 It overlaps with the entire conversion element 20. With such a configuration, the thermoelectric conversion module 101 can be miniaturized while the density of the thermoelectric conversion element 20 in the thermoelectric conversion module 101 is further increased.
  • the respective positions of the openings 12a to 12d of the insulating layer 12 and the respective positions of the openings 11a to 11d of the substrate 11 are It may be the same. Further, when viewed from the third direction A3, the positions of the first joining members 61, 63, 65, 67 and the positions of the second joining members 71, 73, 75, 77 are the same. good.
  • thermoelectric conversion module 101 according to the modified example of the first embodiment are the same as those of the thermoelectric conversion module 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a manufacturing method of the thermoelectric conversion module 1 shown in FIG.
  • the method for manufacturing the thermoelectric conversion module 1 includes an arrangement step S10, a forming step S11, S12, S13, S14, S15, S16, and a connection step S17.
  • the manufacturing method of the thermoelectric conversion module 1 according to the present embodiment is not limited to the manufacturing method described below. 11 to 14 correspond to the cross-sectional views shown in FIG.
  • the arrangement step S10 is a step of arranging the metal foil 33 on the substrate 11 as shown in FIG.
  • the metal leaf 33 may be arranged on the surface 11A of the substrate 11.
  • the metal leaf 33 may be adhered to the surface 11A of the substrate 11 by any adhesive having thermal conductivity.
  • the metal leaf 33 may be formed on the surface 11A of the substrate 11 by any film forming method such as thin film deposition, sputtering, or plating method.
  • the metal foil 33 can become the first electrode 31, the second electrode 32, the electrode 40, and the electrode 50 through the forming step S11 and the like described later.
  • the metal leaf 33 may be any metal leaf such as copper or aluminum.
  • the forming step S11 is a step of forming the electrode layer 34 as shown in FIG. 10 by patterning the metal foil 33.
  • the electrode layer 34 has a first electrode 31, a second electrode 32, an electrode 40, and an electrode 50.
  • the electrode layer 34 is formed only on the surface 11A of the substrate 11.
  • the electrode layer 34 may be formed on at least one of the front surface 11A and the back surface 11B of the substrate 11.
  • the forming step S12 is a step of forming the openings 11a, 11b, 11c, 11d of the substrate 11 as shown in FIG. 11 and forming the openings 11e, 11f, 11g, 11h of the substrate 11 as shown in FIG. be.
  • the openings 11a to 11h may be formed by any heating laser.
  • the forming step S13 is a step of forming the insulating layer 12 on the electrode layer 34 formed on the substrate 11, as shown in FIG.
  • the insulating layer 12 may be formed on the substrate 11 and the electrode layer 34.
  • the insulating layer 12 may be formed by applying an insulating material to the electrode layer 34.
  • the sheet substrate 10 includes a substrate 11 and an insulating layer 12.
  • ⁇ Formation step S14> In the forming step S14, as shown in FIG. 13, the openings 12a, 12b, 12c, 12d of the insulating layer 12 are formed, and the openings 12e, 12f, 12g, 12h of the insulating layer 12 as shown in FIG. 3 are formed. It is a process.
  • the openings 12a-12h may be formed by any heating laser.
  • the forming step S15 is a step of forming a thermoelectric conversion element layer on the insulating layer 12 and on the surface on which the electrode layer 34 is not formed on the substrate 11.
  • the forming step S15 may be a step of forming a thermoelectric conversion element layer on each of the front surface 10A and the back surface 10B of the sheet substrate 10.
  • the thermoelectric conversion element layer is a layer formed including CNT.
  • the thermoelectric conversion element layer can become the thermoelectric conversion element 20 after undergoing the formation step S16 or the like described later.
  • the mechanical strength of the thermoelectric conversion module 1 can be further improved and the weight can be reduced. Since the thermoelectric conversion element layer is formed to include CNTs, the thermoelectric conversion module 1 having further improved mechanical strength and reduced weight can be manufactured.
  • the thermoelectric conversion element layer is a CNT sheet 29P and a CNT sheet 29N (carbon nanotube sheet) as shown in FIG.
  • the CNT sheets 29P and 29N are formed to include CNTs.
  • the CNT sheet 29P is arranged on the front surface 10A of the sheet substrate 10, for example, the front surface 12A of the insulating layer 12, and the CNT sheet 29N is arranged on the back surface 10B of the sheet substrate 10, for example, the back surface 11B of the substrate 11. It becomes a process.
  • the CNT sheet 29P is a p-type CNT sheet.
  • the CNT sheet 29P may be adhered to the surface 10A of the sheet substrate 10 by any adhesive sheet such as epoxy resin.
  • the CNT sheet 29P can become the thermoelectric conversion elements 21, 23, 25, 27 after undergoing the formation step S16 and the like described later.
  • the CNT sheet 29N is an n-type CNT sheet.
  • the CNT sheet 29N may be adhered to the back surface 10B of the sheet substrate 10 by any adhesive sheet such as epoxy resin.
  • the CNT sheet 29N can become the thermoelectric conversion elements 22, 24, 26, 28 after undergoing the formation step S16 and the like described later.
  • CNT sheet 29 when the CNT sheet 29P and the CNT sheet 29N are not particularly distinguished, these are collectively referred to as "CNT sheet 29".
  • the thickness of the CNT sheet 29 in the third direction A3 may be about 50 [ ⁇ m].
  • the electrical characteristics of the thermoelectric conversion element 20 can be exhibited.
  • the amount of power generation of the thermoelectric conversion element 20 can be secured to some extent.
  • the CNT coating film formed by the coating method using the CNT dispersion liquid may be arranged on the insulating layer 12 or the substrate 11.
  • the CNT coating film there are problems that the conductivity of the CNT coating film is lowered and the independence of the CNT coating film is lowered due to the aggregation of CNTs in the process of drying the CNT dispersion liquid. Can occur.
  • the CNT sheet 29 is not particularly limited, and the one described in Japanese Patent Application No. 2018-065290 can be used.
  • the CNT sheet 29 may include a bundle in which a plurality of single-walled CNTs are intertwined.
  • the thickness of the bundle may be 1 [ ⁇ m] or less.
  • the fluffing of the cut surface of the thermoelectric conversion element 20 by the laser in the forming step S16 described later can be reduced. By reducing the fluffing of the thermoelectric conversion element 20, it is possible to suppress the occurrence of a short circuit due to the fluffing of the thermoelectric conversion element 20.
  • a sheet to be a cover may be arranged on the CNT sheet 29 in order to reduce the damage caused by the laser in the forming step S16 described later, or the CNT sheet 29 may be arranged.
  • a resin material may be applied to the.
  • thermoelectric conversion element forming step is a step of cutting the thermoelectric conversion element layer, that is, the CNT sheet 29 along the first direction A1 to form a plurality of thermoelectric conversion elements 20 arranged in the second direction A2.
  • the gap s1 as shown in FIG. 15 is formed.
  • Two thermoelectric conversion elements 20 adjacent to each other in the second direction A2 can be partitioned by the gap s1.
  • the forming step S16 may be carried out using a laser.
  • each of the CNT sheets 29P and 29N may be cut along the first direction A1 by the laser.
  • the laser may be irradiated toward the CNT sheet 29P from the third direction A3 side. Further, the laser may be irradiated toward the CNT sheet 29N from the opposite direction side of the third direction A3.
  • the gap s1 as shown in FIG. 15 can be formed.
  • the CNT sheet 29 may be cut along the first direction A1 by a UV (UltraViolet) laser, a nanosecond laser, or a femtosecond laser.
  • the laser used in the forming step S16 is not limited to these lasers.
  • only the CNT sheet P can be cut when the CNT sheet 29P is irradiated from the third direction A3 side, and when the CNT sheet 29N is irradiated from the opposite side of the third direction A3. Any laser capable of cutting only the CNT sheet N may be used.
  • the UV laser may scan the portion of the CNT sheet 29 corresponding to the gap s1 ten to several tens of times along the first direction A1.
  • the thermal conductivity in the in-plane direction of the CNT sheet 29 can be about 100 times the thermal conductivity in the thickness direction of the CNT sheet 29.
  • the thermal conductivity of the CNT sheet 29 in the second direction A2 can be about 100 times the thermal conductivity of the CNT sheet 29 in the third direction A3. Therefore, when a heating laser such as a YAG (Yttrium Aluminum Garnet) laser is used in the forming step S16, when the CNT sheet 29 is cut along the first direction A1 by the heating laser, the gap s1 becomes the second direction A2. May spread in.
  • the heating laser is used in the forming step S16 when the thickness of the CNT sheet 29 in the third direction A3 is about 50 [ ⁇ m], the gap s1 may widen by about 5 mm in the second direction A2. ..
  • thermoelectric conversion module 1 can be miniaturized.
  • the spot diameter of the UV laser can be smaller than the spot diameter of other lasers.
  • the spot diameter of the UV laser can be about 8 [ ⁇ m].
  • the small spot diameter of the UV laser can focus the UV laser on the CNT sheet 29.
  • the width of the gap s1 in the second direction A2 can be about 0.05 [mm] to 0.1 [mm].
  • the forming step S16 By using a laser in the forming step S16, patterning of the CNT sheet 29 by the laser can be performed by computer control. With such a configuration, the forming step S16 can be simplified.
  • connection step S17 the end portion of each thermoelectric conversion element 20, that is, the first end portion 20H or the second end portion 20L is electrically connected by the connection portion 30 so that all of the plurality of thermoelectric conversion elements 20 are electrically connected in series. It is a process of connecting to the target.
  • connection step S17 is a step of applying the silver paste.
  • connection step S17 from each of the openings 12a to 12d of the insulating layer 12 as shown in FIG. 1, the first end portion 21H of the thermoelectric conversion element 21, the first end portion 23H of the thermoelectric conversion element 23, and the thermoelectric conversion element 25
  • the silver paste is applied along the first direction A1 to each of the first end portion 25H of the above and the first end portion 27H of the thermoelectric conversion element 27.
  • a part of this silver paste is filled in each of the openings 12a to 12d and electrically connected to each of the electrodes 41 to 44. After drying, these silver pastes can become the first joining members 61, 63, 65, 67.
  • connection step S17 from each of the openings 11a to 11d of the substrate 11 as shown in FIG. 1, the first end portion 22H of the thermoelectric conversion element 22, the first end portion 24H of the thermoelectric conversion element 24, and the thermoelectric conversion element 26
  • the silver paste is applied along the first direction A1 to each of the first end portion 26H and the first end portion 28H of the thermoelectric conversion element 28.
  • a part of this silver paste is filled in the openings 11a to 11d and electrically connected to each of the electrodes 41 to 44. After drying, these silver pastes can become the first joining members 62, 64, 66, 68.
  • connection step S17 the silver paste is applied along the first direction A1 from the opening 12e of the insulating layer 12 as shown in FIG. 1 to the second end 21L of the thermoelectric conversion element 21. A part of this silver paste is filled in the opening 12e and electrically connected to the first electrode 31. This silver paste can become the second joining member 71 after drying.
  • connection step S17 from each of the openings 12f and 12g of the insulating layer 12 as shown in FIG. 1 to each of the second end 23L of the thermoelectric conversion element 23 and the second end 25L of the thermoelectric conversion element 25.
  • the silver paste is applied along one direction A1. A part of these silver pastes is filled in each of the openings 12f and 12g and electrically connected to each of the electrodes 51 and 52. After drying, these silver pastes can become the second joining members 73,75.
  • connection step S17 from each of the openings 11e to 11g of the substrate 11 as shown in FIG. 1, the second end portion 22L of the thermoelectric conversion element 22, the second end portion 24L of the thermoelectric conversion element 24, and the thermoelectric conversion element 26
  • the silver paste is applied along the first direction A1 up to each of the second end portions 26L. A part of these silver pastes is filled in each of the openings 11e to 11g and electrically connected to each of the electrodes 51 to 53. After drying, these silver pastes can become the second joining members 72,74,76.
  • connection step S17 the silver paste is applied along the first direction A1 from the opening 11h of the substrate 11 as shown in FIG. 1 to the second end 28L of the thermoelectric conversion element 28. A part of this silver paste is filled in the opening 11h and electrically connected to the second electrode 32. This silver paste can become the second joining member 78 after drying.
  • the CNT sheet 29 can be cut along the first direction A1 by a UV laser, a nanosecond laser, or a femtosecond laser in the forming step S16.
  • the gap s1 as shown in FIG. 15 can be suppressed from expanding in the second direction A2.
  • the density of the thermoelectric conversion element 20 in the thermoelectric conversion module 1 can be increased, and the thermoelectric conversion module 1 can be miniaturized.
  • thermoelectric conversion module 1 has been described as having the electrode layer 34 only on the surface 11A of the substrate 11. Further, the thermoelectric conversion element 20 located on the surface 10A side of the sheet substrate 10 is electrically connected to the thermoelectric conversion element 20 located on the back surface 10B side of the sheet substrate 10 via the substrate 11, the electrode layer 34 and the insulating layer 12. It was explained as being connected. However, the thermoelectric conversion module 1 may be provided with electrode layers 34 on both the front surface 11A and the back surface 11B of the substrate 11. In this case, the thermoelectric conversion module 1 may include an insulating layer 12 on each of the electrode layers 34 on both sides of the front surface 11A and the back surface 11B of the substrate 11.
  • thermoelectric conversion element 20 located on the side of the front surface 10A of the sheet substrate 10 is located on the side of the back surface 10B of the sheet substrate 10 via the insulating layer 12, the electrode layer 34, the substrate 11, the electrode layer 34, and the insulating layer 12. It may be electrically connected to the thermoelectric conversion element 20 located at.
  • FIG. 16 is an external view of the thermoelectric conversion module 201 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the thermoelectric conversion module 201 along the L5-L5 line shown in FIG.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of the thermoelectric conversion module 201 along the L6-L6 line shown in FIG.
  • FIG. 19 is a diagram showing the electrode layer 234 shown in FIG. The configuration shown in FIG. 19 corresponds to the configuration after carrying out the formation step S11 of the electrode layer 234 described later.
  • FIG. 20 is a diagram showing a current path in the thermoelectric conversion module 101 shown in FIG.
  • the thermoelectric conversion module 201 can be arranged in the heat source 2 as in the first embodiment.
  • the thermoelectric conversion module 201 has a first edge portion 201H and a second edge portion 201L on the sheet substrate 210 described later.
  • the first edge portion 201H and the second edge portion 201L face each other.
  • the first edge portion 201H may be located near the heat source 2 when the thermoelectric conversion module 201 is arranged in the heat source 2, similarly to the first edge portion 1H as shown in FIG.
  • the second edge portion 201L may be located away from the heat source 2 when the thermoelectric conversion module 201 is arranged in the heat source 2, similarly to the second edge portion 1L as shown in FIG.
  • the temperature near the first edge portion 201H can be higher than the temperature near the second edge portion 201L, similarly to the first edge portion 1H as shown in FIG. In other words, the temperature near the second edge portion 201L can be lower than the temperature near the first edge portion 201H.
  • the first direction A1, the second direction A2, and the third direction A3 can be adopted as in the first embodiment.
  • the first direction A1 is the direction in which the first edge portion 201H and the second edge portion 201L face each other. It is assumed that the first direction A1 is the direction from the second edge portion 201L toward the first edge portion 201H.
  • the third direction A3 is assumed to be a direction from the back side of the paper surface of FIG. 16 toward the front side of the paper surface.
  • the shape of the thermoelectric conversion module 201 seen from the third direction A3 is a rectangular shape such as a rectangular shape.
  • the shape of the thermoelectric conversion module 201 seen from the third direction A3 may be any shape such as a fan shape.
  • the thermoelectric conversion module 201 includes a sheet substrate 210 and thermoelectric conversion elements 221,222,223,224,225,226,227,228.
  • the thermoelectric conversion module 201 includes a connection portion 230, a first electrode 251 and a second electrode 248. As shown in FIGS.
  • connection portion 230 is first joined to the electrodes 241,242,243,244,245,246,247 and the electrodes 252,253,254,255,256,257,258.
  • thermoelectric conversion element 220 when each of the thermoelectric conversion elements 221 to 228 is not particularly distinguished, these are collectively referred to as "thermoelectric conversion element 220".
  • FIG. 13 shows a thermoelectric conversion module 201 including eight thermoelectric conversion elements 220.
  • the number of thermoelectric conversion elements 220 included in the thermoelectric conversion module 201 may be any number.
  • FIG. 19 shows a connection 230 having eight electrodes 240, eight electrodes 250, and seven wires 280.
  • the number of electrodes 240, the number of electrodes 250, and the number of wirings 280 of the connection portion 230 may correspond to the number of thermoelectric conversion elements 220 included in the thermoelectric conversion module 201.
  • FIG. 16 shows a thermoelectric conversion module 201 including eight first joining members 260 and eight second joining members 270.
  • the number of the first joining member 260 and the number of the second joining members 270 included in the thermoelectric conversion module 201 may correspond to the number of the thermoelectric conversion elements 220 included in the thermoelectric conversion module 201.
  • the sheet substrate 210 has an insulating property.
  • the sheet substrate 210 may have flexibility.
  • the material for forming the sheet substrate 210 is not particularly limited, and any insulating material can be used.
  • the shape of the sheet substrate 210 seen from the third direction A3 is a four-sided rectangular shape such as a rectangular shape. However, the shape of the sheet substrate 210 seen from the third direction A3 may be any shape such as a fan shape.
  • the sheet substrate 210 may be parallel to the surface including the first direction A1 and the second direction A2.
  • the sheet substrate 210 has the above-mentioned first edge portion 201H and the above-mentioned second edge portion 201L. As shown in FIG. 17, the sheet substrate 210 has a front surface 210A and a back surface 210B. The front surface 210A and the back surface 210B face each other. The surface 210A is a surface of the sheet substrate 210 facing the third direction A3. The back surface 210B is a surface of the sheet substrate 210 facing in the opposite direction of the third direction A3.
  • the sheet substrate 210 has a substrate 211 and an insulating layer 212.
  • the substrate 211 has an insulating property.
  • the substrate 211 may have flexibility.
  • the material of the substrate 211 may be the same as the material of the substrate 11 as shown in FIG.
  • the shape of the substrate 11 seen from the third direction A3 is a rectangular shape such as a rectangular shape.
  • the shape of the substrate 11 seen from the third direction A3 may be any shape such as a fan shape.
  • the substrate 211 may be parallel to the plane including the first direction A1 and the second direction A2.
  • the substrate 211 has a front surface 211A and a back surface 211B.
  • the front surface 211A and the back surface 211B face each other.
  • the surface 211A is a surface of the substrate 211 facing the third direction A3.
  • the back surface 211B is a surface of the substrate 211 that faces the opposite direction of the third direction A3.
  • the back surface 211B may correspond to the back surface 210B of the sheet substrate 210.
  • the substrate 211 has openings 211a, 211b, 211c, 211d.
  • the positions of the openings 211a to 211d as seen from the third direction A3 may correspond to the positions of the electrodes 242, 244, 246 and the second electrode 248.
  • the substrate 211 has openings 211e, 211f, 211g, 211h.
  • each position of the openings 211e to 211h seen from the third direction A3 may correspond to each position of the electrodes 252, 254, 256, 258.
  • the shape of the openings 211a to 211h seen from the third direction A3 is a circular shape. However, the shape of the openings 211a to 211h may be any shape.
  • the insulating layer 212 has an insulating property.
  • the insulating layer 212 may have flexibility.
  • the material of the insulating layer 212 may be the same as the material of the insulating layer 12 as shown in FIG.
  • the shape of the insulating layer 212 as seen from the third direction A3 is a rectangular shape such as a rectangular shape. However, the shape of the insulating layer 212 as seen from the third direction A3 may be any shape such as a fan shape.
  • the insulating layer 212 may be parallel to the surface including the first direction A1 and the second direction A2.
  • the insulating layer 212 has a front surface 212A and a back surface 212B.
  • the front surface 212A and the back surface 212B face each other.
  • the surface 212A is a surface of the insulating layer 212 facing the third direction A3.
  • the surface 212A may correspond to the surface 210A of the sheet substrate 210.
  • the back surface 212B is a surface of the insulating layer 212 facing the opposite direction of the third direction A3.
  • the insulating layer 212 has openings 212a, 212b, 212c, 212d. As shown in FIG. 16, each position of the openings 212a to 212d seen from the third direction A3 may correspond to each position of the electrodes 241,243,245,247. As shown in FIG. 18, the insulating layer 212 has openings 212e, 212f, 212g, 212h. As shown in FIG. 16, each position of the openings 212e to 212h seen from the third direction A3 may correspond to each position of the first electrode 251 and the electrodes 253, 255, 257.
  • the shape of the openings 212a to 212h seen from the third direction A3 is a circular shape. However, the shape of the openings 212a to 212h may be any shape.
  • thermoelectric conversion elements 221 to 228 are p-type thermoelectric conversion elements. That is, in the thermoelectric conversion element 220 located on both sides of the front surface 210A and the back surface 210B of the sheet substrate 210 as described later, the thermoelectric conversion element 220 located on the side of the front surface 210A and the thermoelectric conversion element 220 located on the side of the back surface 210B. All are p-type thermoelectric conversion elements. However, all of the thermoelectric conversion elements 221 to 228 may be n-type thermoelectric conversion elements.
  • the thermoelectric conversion material for forming the thermoelectric conversion element 220 is not particularly limited, and the thermoelectric conversion material described above in the first embodiment can be used.
  • thermoelectric conversion module 201 depending on the thermoelectric conversion material forming the thermoelectric conversion element 220, one of the p-type thermoelectric conversion element and the n-type thermoelectric conversion element may have higher durability than the other. Since all of the plurality of thermoelectric conversion elements 220 included in the thermoelectric conversion module 201 are p-type thermoelectric conversion elements or n-type thermoelectric conversion elements, the thermoelectric conversion module 201 can be excellent in durability.
  • thermoelectric conversion elements 221 to 228 may be formed including CNTs as described above in the first embodiment.
  • the thermoelectric conversion material is an organic material
  • oxidation of the thermoelectric conversion element 220 by oxygen, moisture, or the like in the atmosphere may be the main cause of deterioration of the characteristics of the thermoelectric conversion element 220.
  • the p-type thermoelectric conversion element is more susceptible to oxidation due to oxygen and moisture in the atmosphere than the p-type thermoelectric conversion element, so that the p-type thermoelectric conversion element is more susceptible than the n-type thermoelectric conversion element. It can be more durable.
  • the thermoelectric conversion module 201 can be excellent in durability because all of the plurality of thermoelectric conversion elements 220 included in the thermoelectric conversion module 201 are p-type thermoelectric conversion elements. ..
  • the thermoelectric conversion element 220 extends along the first direction A1.
  • the shape of the thermoelectric conversion element 220 seen from the third direction A3 is a long shape such as a rectangular shape. However, the shape of the thermoelectric conversion element 220 seen from the third direction A3 may be any shape such as a fan shape.
  • the longitudinal direction of the thermoelectric conversion element 220 is along the first direction A1.
  • the longitudinal direction of the thermoelectric conversion element 220 may be parallel to the first direction A1.
  • the thermoelectric conversion elements 221 to 228 may have the same shape.
  • the thermoelectric conversion element 220 has a first end portion 220H and a second end portion 220L in the first direction A1, similarly to the thermoelectric conversion element 20 as shown in FIG.
  • the first end portion 220H is located toward the first edge portion 201H of the thermoelectric conversion module 201.
  • the second end portion 220L is located toward the second edge portion 201L of the thermoelectric conversion module 201.
  • the first end 220H of the thermoelectric conversion elements 221 to 228 are “first end 221H”, “first end 222H”, “first end 223H”, “first end 224H", respectively. It is also described as “first end portion 225H”, “first end portion 226H”, “first end portion 227H", and “first end portion 228H”.
  • the second end 220L of the thermoelectric conversion elements 221 to 228 are “second end 221L”, “second end 222L”, “second end 223L”, “second end 224L”, respectively. It is also described as “second end portion 225L”, “second end portion 226L”, “second end portion 227L”, and “second end portion 228L”.
  • the positions of the first end portions 221H to 228H in the first direction A1 are different. However, the positions of the first end portions 221H to 228H in the first direction A1 may be the same. Further, in the configuration shown in FIG. 16, the positions of the second end portions 221L to 228L in the first direction A1 are different. However, the positions of the second end portions 221L to 228L in the first direction A1 may be the same.
  • thermoelectric conversion element 220 can generate electricity due to a temperature difference between the first end portion 220H and the second end portion 220L.
  • the plurality of thermoelectric conversion elements 220 are electrically connected in series from the first electrode 251 to the second electrode 248 in the order of the thermoelectric conversion elements 221 to 228 by the connecting portion 230.
  • the plurality of thermoelectric conversion elements 220 By electrically connecting the plurality of thermoelectric conversion elements 220 in series in this way, when the plurality of thermoelectric conversion elements 220 generate electricity, as shown in FIG. 20, one current path is generated in the thermoelectric conversion module 201. obtain.
  • each of the currents I221, I222, I223, I224, I225, I226, I227, and I228 is the current flowing through each of the thermoelectric conversion elements 221,222, 223, 224, 225, 226, 227, and 228.
  • each of the currents I281,282,283,284,285,286,287 is a current flowing through each of the wirings 281 to 287 described later.
  • the odd-numbered thermoelectric conversion element 220 counted from the first electrode 251 of the plurality of thermoelectric conversion elements 220 electrically connected in series by the connecting portion 230 is located on the side of the surface 210A of the sheet substrate 210. ..
  • the odd-numbered thermoelectric conversion element 220 counted from the first electrode 251 is the first thermoelectric conversion element 221, the third thermoelectric conversion element 223, the fifth thermoelectric conversion element 225, and the seventh thermoelectric conversion. It becomes the element 227. That is, the thermoelectric conversion elements 221,223,225,227 are located on the side of the surface 210A of the sheet substrate 210, for example, on the side of the surface 212A of the insulating layer 212.
  • thermoelectric conversion elements 221,223,225,227 are arranged along the second direction A2 on the surface 210A.
  • the thermoelectric conversion elements 221,223,225,227 may be arranged with a gap along the second direction A2.
  • the width of the gap may be arbitrary as long as insulation between two thermoelectric conversion elements 220 adjacent to each other in the second direction A2 can be secured.
  • thermoelectric conversion element 220 counted from the first electrode 251 of the plurality of thermoelectric conversion elements 220 electrically connected by the connecting portion 230 is located on the back surface 210B side of the sheet substrate 210.
  • the even-numbered thermoelectric conversion element 220 counted from the first electrode 251 is the second thermoelectric conversion element 222, the second thermoelectric conversion element 224, the sixth thermoelectric conversion element 226, and the eighth thermoelectric conversion. It becomes the element 228. That is, the thermoelectric conversion elements 222, 224, 226, 228 are located on the side of the back surface 210B of the sheet substrate 210, for example, on the side of the back surface 211B of the substrate 211.
  • thermoelectric conversion elements 222, 224, 226, 228 are arranged along the second direction A2 on the back surface 210B.
  • the thermoelectric conversion elements 222, 224, 226, 228 may be arranged with a gap along the second direction A2.
  • the width of the gap may be arbitrary as long as insulation between two thermoelectric conversion elements 220 adjacent to each other in the second direction A2 can be secured.
  • thermoelectric conversion module 201 can be miniaturized while increasing the power generation power, as in the first embodiment.
  • thermoelectric conversion element 220 located on the side of the surface 210A of the sheet substrate 210 is the back surface of the sheet substrate 210. It may overlap with at least a part of the thermoelectric conversion element 220 located on the side of 210B.
  • the thermoelectric conversion module 201 can be miniaturized.
  • the thermoelectric conversion element 220 located on the side of the front surface 210A does not have to overlap with the thermoelectric conversion element 220 located on the side of the back surface 210B.
  • thermoelectric conversion elements 221 to 228 may be rectangular shapes having substantially the same dimensions as described above in the first embodiment. However, as described above in the first embodiment, all the shapes of the thermoelectric conversion elements 221 to 228 may be any shape such as a fan shape as long as they have substantially the same dimensions.
  • thermoelectric conversion elements 221 to 228 are the first of each of the thermoelectric conversion elements 221 to 228 so that the electric resistance values of the thermoelectric conversion elements 221 to 228 are substantially the same. It may be configured by adjusting the length along the direction A1, the width along the second direction A2 of each of the thermoelectric conversion elements 221 to 228, and the thickness of each of the thermoelectric conversion elements 221 to 228 in the third direction A3.
  • connection portion 230 electrically connects a plurality of thermoelectric conversion elements 220 from the first electrode 251 to the second electrode 248 at the end portion of each thermoelectric conversion element 220, that is, the first end portion 220H or the second end portion 220L. Connect in series to.
  • the connecting portion 230 electrically connects a plurality of thermoelectric conversion elements 220 in series from the first electrode 251 to the second electrode 248 in the order of the thermoelectric conversion elements 221 to 228.
  • the connection portion 230 has electrodes 241 to 247, electrodes 252 to 258, first joining members 261 to 268, second joining members 271 to 278, and wiring 281 to 287.
  • the electrode 240 has conductivity.
  • the conductive material for forming the electrode 240 is not particularly limited, and any metal such as copper or aluminum can be used.
  • the electrode 240 may be located in the sheet substrate 210, for example, on the surface 211A of the substrate 211. As shown in FIG. 16, the electrodes 241 to 247 and the second electrode 248 may be arranged along the second direction A2 with a gap. The gap may be arbitrary as long as insulation between two electrodes 240 adjacent to each other in the second direction A2 can be secured. The position of the electrode 240 in the second direction A2 may be appropriately set according to the position of the thermoelectric conversion element 220 in the second direction A2.
  • the electrode 241 is electrically connected to the first end portion 221H of the thermoelectric conversion element 221 located on the side of the surface 210A of the sheet substrate 210. For example, as shown in FIG. 17, at least a part of the electrode 241 is exposed from the opening 212a of the insulating layer 212. At least a part of the electrode 241 exposed from the opening 212a is electrically connected to the first end portion 221H of the thermoelectric conversion element 221 by the first joining member 261.
  • the electrode 242 is electrically connected to the first end portion 222H of the thermoelectric conversion element 222 located on the back surface 210B side of the sheet substrate 210. For example, as shown in FIG. 17, at least a part of the electrode 242 is exposed from the opening 211a of the substrate 211. At least a part of the electrode 242 exposed from the opening 211a is electrically connected to the first end portion 222H of the thermoelectric conversion element 222 by the first joining member 262.
  • the electrode 243 is electrically connected to the first end portion 223H of the thermoelectric conversion element 223 located on the side of the surface 210A of the sheet substrate 210. For example, as shown in FIG. 17, at least a part of the electrode 243 is exposed from the opening 212b of the insulating layer 212. At least a part of the electrode 243 exposed from the opening 212b is electrically connected to the first end portion 223H of the thermoelectric conversion element 223 by the first joining member 263.
  • the electrode 244 is electrically connected to the first end portion 224H of the thermoelectric conversion element 224 located on the back surface 210B side of the sheet substrate 210. For example, as shown in FIG. 17, at least a part of the electrode 244 is exposed from the opening 211b of the substrate 211. At least a part of the electrode 244 exposed from the opening 211b is electrically connected to the first end portion 224H of the thermoelectric conversion element 224 by the first joining member 264.
  • the electrode 245 is electrically connected to the first end portion 225H of the thermoelectric conversion element 225 located on the side of the surface 210A of the sheet substrate 210. For example, as shown in FIG. 17, at least a part of the electrode 245 is exposed from the opening 212c of the insulating layer 212. At least a part of the electrode 245 exposed from the opening 212c is electrically connected to the first end portion 225H of the thermoelectric conversion element 225 by the first joining member 265.
  • the electrode 246 is electrically connected to the first end portion 226H of the thermoelectric conversion element 226 located on the back surface 210B side of the sheet substrate 210. For example, as shown in FIG. 17, at least a part of the electrode 246 is exposed from the opening 211c of the substrate 211. At least a part of the electrode 246 exposed from the opening 211c is electrically connected to the first end portion 226H of the thermoelectric conversion element 226 by the first joining member 266.
  • the electrode 247 is electrically connected to the first end portion 227H of the thermoelectric conversion element 227 located on the side of the surface 210A of the sheet substrate 210. For example, as shown in FIG. 17, at least a part of the electrode 247 is exposed from the opening 212d of the insulating layer 212. At least a part of the electrode 247 exposed from the opening 212d is electrically connected to the first end portion 227H of the thermoelectric conversion element 227 by the first joining member 267.
  • the second electrode 248 may be electrically connected with wiring for taking out the electric power generated by the thermoelectric conversion module 201.
  • the second electrode 248 functions as, for example, a positive electrode.
  • the second electrode 248 is electrically connected to the end portion of the two ends of the thermoelectric conversion element 220 electrically connected in series, which is the positive electrode.
  • the second electrode 248 is electrically connected to the first end portion 228H of the thermoelectric conversion element 228 located on the back surface 210B side of the sheet substrate 210.
  • at least a part of the second electrode 248 is exposed from the opening 211d of the substrate 211.
  • At least a part of the second electrode 248 exposed from the opening 211d is electrically connected to the first end portion 228H of the thermoelectric conversion element 228 by the first joining member 268.
  • the electrode 250 has conductivity.
  • the conductive material for forming the electrode 250 is not particularly limited, and any metal such as copper or aluminum can be used.
  • the electrode 250 may be located in the sheet substrate 210, for example, on the surface 211A of the substrate 211. As shown in FIG. 16, the first electrode 251 and the electrodes 250 to 258 may be arranged along the second direction A2 with a gap. The width of the gap may be arbitrary as long as insulation between two electrodes 50 adjacent to each other in the second direction A2 can be secured. The position of the electrode 250 in the second direction A2 may be appropriately set according to the position of the thermoelectric conversion element 220 in the second direction A2.
  • the first electrode 251 may be electrically connected with wiring for taking out the electric power generated by the thermoelectric conversion module 201.
  • the first electrode 251 functions as, for example, a negative electrode.
  • the first electrode 251 is electrically connected to the end portion of the two ends of the thermoelectric conversion element 220 electrically connected in series, which is the negative electrode.
  • the first electrode 251 is electrically connected to the second end portion 221L of the thermoelectric conversion element 221 located on the side of the surface 210A of the sheet substrate 210.
  • at least a part of the first electrode 251 is exposed from the opening 212e of the insulating layer 212.
  • At least a part of the first electrode 251 exposed from the opening 212e is electrically connected to the second end portion 221L of the thermoelectric conversion element 221 by the second joining member 271.
  • the electrode 252 is electrically connected to the second end portion 222L of the thermoelectric conversion element 222 located on the back surface 210B side of the sheet substrate 210. For example, as shown in FIG. 18, at least a part of the electrode 252 is exposed from the opening 211e of the substrate 211. At least a part of the electrode 252 exposed from the opening 211e is electrically connected to the second end 222L of the thermoelectric conversion element 222 by the second joining member 272.
  • the electrode 253 is electrically connected to the second end portion 223L of the thermoelectric conversion element 223 located on the side of the surface 210A of the sheet substrate 210. For example, as shown in FIG. 18, at least a part of the electrode 253 is exposed from the opening 212f of the insulating layer 212. At least a part of the electrode 253 exposed from the opening 212f is electrically connected to the second end portion 223L of the thermoelectric conversion element 223 by the second joining member 273.
  • the electrode 254 is electrically connected to the second end portion 224L of the thermoelectric conversion element 224 located on the back surface 210B side of the sheet substrate 210. For example, as shown in FIG. 18, at least a part of the electrode 254 is exposed from the opening 211f of the substrate 211. At least a part of the electrode 254 exposed from the opening 211f is electrically connected to the second end portion 224L of the thermoelectric conversion element 224 by the second joining member 274.
  • the electrode 255 is electrically connected to the second end portion 225L of the thermoelectric conversion element 225 located on the side of the surface 210A of the sheet substrate 210. For example, as shown in FIG. 18, at least a part of the electrode 255 is exposed from the opening 212 g of the insulating layer 212. At least a part of the second electrode 255 exposed from the opening 212 g is electrically connected to the second end portion 225L of the thermoelectric conversion element 225 by the second joining member 275.
  • the electrode 256 is electrically connected to the second end portion 226L of the thermoelectric conversion element 226 located on the back surface 210B side of the sheet substrate 210. For example, as shown in FIG. 18, at least a part of the electrode 256 is exposed from the opening 211g of the substrate 211. At least a part of the electrode 256 exposed from the opening 211g is electrically connected to the second end portion 226L of the thermoelectric conversion element 226 by the second joining member 276.
  • the electrode 257 is electrically connected to the second end portion 227L of the thermoelectric conversion element 227 located on the side of the surface 210A of the sheet substrate 210. For example, as shown in FIG. 18, at least a part of the electrode 257 is exposed from the opening 212h of the insulating layer 212. At least a part of the electrode 257 exposed from the opening 212h is electrically connected to the second end portion 227L of the thermoelectric conversion element 227 by the second joining member 277.
  • the electrode 258 is electrically connected to the second end portion 228L of the thermoelectric conversion element 228 located on the back surface 210B side of the sheet substrate 210. For example, as shown in FIG. 18, at least a part of the electrode 258 is exposed from the opening 211h of the substrate 211. At least a part of the electrode 258 exposed from the opening 211h is electrically connected to the second end portion 228L of the thermoelectric conversion element 228 by the second joining member 278.
  • the first joining member 260 has conductivity.
  • the first joining member 260 may be formed of any member such as silver paste or solder.
  • the first joining member 261 electrically connects the electrode 241 and the first end portion 221H of the thermoelectric conversion element 221.
  • the first joining member 261 electrically connects the electrode 241 and the first end portion 221H of the thermoelectric conversion element 221 via the opening 212a.
  • the first joining member 261 may extend from the opening 212a to the first end 221H.
  • the first joining member 262 electrically connects the electrode 242, the first end portion 222H of the thermoelectric conversion element 222, and the electrode 242. For example, as shown in FIG. 17, at least a part of the first joining member 262 is located in the opening 211a of the substrate 211. The first joining member 262 electrically connects the electrode 242 and the first end portion 222H of the thermoelectric conversion element 222 via the opening 211a. As shown in FIG. 16, the first joining member 262 may extend from the opening 211a to the first end 222H.
  • the first joining member 263 electrically connects the electrode 243 and the first end portion 223H of the thermoelectric conversion element 223. For example, as shown in FIG. 17, at least a part of the first joining member 263 is located in the opening 212b of the insulating layer 212. The first joining member 263 electrically connects the electrode 243 and the first end portion 223H of the thermoelectric conversion element 223 via the opening 212b. As shown in FIG. 16, the first joining member 263 may extend from the opening 212b to the first end 223H.
  • the first joining member 264 electrically connects the electrode 244 and the first end portion 224H of the thermoelectric conversion element 224.
  • the first joining member 264 electrically connects the electrode 244 and the first end portion 224H of the thermoelectric conversion element 224 via the opening 211b.
  • the first joining member 264 may extend from the opening 211b to the first end 224H.
  • the first joining member 265 electrically connects the electrode 245 and the first end portion 225H of the thermoelectric conversion element 225.
  • at least a part of the first joining member 265 is located in the opening 212c of the insulating layer 212.
  • the first joining member 265 electrically connects the electrode 245 and the first end portion 225H of the thermoelectric conversion element 225 via the opening 212c.
  • the first joining member 265 may extend from the opening 212c to the first end 225H.
  • the first joining member 266 electrically connects the electrode 246 and the first end portion 226H of the thermoelectric conversion element 226. For example, as shown in FIG. 17, at least a part of the first joining member 266 is located in the opening 211c of the substrate 211. The first joining member 266 electrically connects the first end portion 226H of the thermoelectric conversion element 226 and the electrode 246 via the opening 211c. As shown in FIG. 16, the first joining member 266 may extend from the opening 211c to the first end 226H.
  • the first joining member 267 electrically connects the electrode 247 and the first end portion 227H of the thermoelectric conversion element 227.
  • at least a part of the first joining member 267 is located in the opening 212d of the insulating layer 212.
  • the first joining member 267 electrically connects the electrode 247 and the first end portion 227H of the thermoelectric conversion element 227 via the opening 212d.
  • the first joining member 267 may extend from the opening 212d to the first end 227H.
  • the first joining member 268 is electrically connected to the second electrode 248 and the first end portion 228H of the thermoelectric conversion element 228.
  • at least a part of the first joining member 268 is located in the opening 211d of the substrate 211.
  • the first joining member 268 electrically connects the second electrode 248 and the first end portion 228H of the thermoelectric conversion element 228 via the opening 211d.
  • the first joining member 268 may extend from the opening 211d to the first end 228H.
  • the second joining member 270 has conductivity.
  • the second joining member 270 may be formed of any member such as silver paste or solder.
  • the second joining member 271 electrically connects the first electrode 251 and the second end portion 221L of the thermoelectric conversion element 221.
  • the second joining member 271 may electrically connect the first electrode 251 and the second end portion 221L of the thermoelectric conversion element 221 via the opening 212e.
  • the second joining member 271 may extend from the opening 212e to the second end 221L.
  • the second joining member 272 electrically connects the electrode 252 and the second end portion 222L of the thermoelectric conversion element 222.
  • the second joining member 272 electrically connects the electrode 252 and the second end portion 222L of the thermoelectric conversion element 222 via the opening 211e.
  • the second joining member 272 may extend from the opening 211e to the second end 222L.
  • the second joining member 273 electrically connects the electrode 253 and the second end portion 223L of the thermoelectric conversion element 223.
  • at least a part of the second joining member 273 is located in the opening 212f of the insulating layer 212.
  • the second joining member 273 electrically connects the electrode 253 and the second end portion 223L of the thermoelectric conversion element 223 via the opening 212f.
  • the second joining member 273 may extend from the opening 212f to the second end 223L.
  • the second joining member 274 electrically connects the electrode 254 and the second end portion 224L of the thermoelectric conversion element 224.
  • the second joining member 274 electrically connects the electrode 254 and the second end portion 224L of the thermoelectric conversion element 224 via the opening 211f.
  • the second joining member 274 may extend from the opening 211f to the second end 224L.
  • the second joining member 275 electrically connects the electrode 255 and the second end portion 225L of the thermoelectric conversion element 225.
  • at least a part of the second joining member 275 is located in the opening 212g of the insulating layer 212.
  • the second joining member 275 electrically connects the electrode 255 and the second end portion 225L of the thermoelectric conversion element 225 via the opening 212g.
  • the second joining member 275 may extend from the opening 212 g to the second end 225 L.
  • the second joining member 276 electrically connects the electrode 256 and the second end portion 226L of the thermoelectric conversion element 226.
  • the second joining member 276 electrically connects the second end portion 226L of the thermoelectric conversion element 226 and the electrode 256 via the opening 211g.
  • the second joining member 276 may extend from the opening 211g to the second end 226L.
  • the second joining member 277 electrically connects the electrode 257 and the second end portion 227L of the thermoelectric conversion element 227.
  • the second joining member 277 electrically connects the second end portion 227L of the thermoelectric conversion element 227 and the electrode 257 via the opening 212h.
  • the second joining member 277 may extend from the opening 212h to the second end 227L.
  • the second joining member 278 electrically connects the electrode 258 and the second end portion 228L of the thermoelectric conversion element 228.
  • the second joining member 278 electrically connects the electrode 258 and the second end portion 228L of the thermoelectric conversion element 228 via the opening 211h.
  • the second joining member 278 may extend from the opening 211h to the second end 228L.
  • Wiring 280 has conductivity.
  • the conductive material for forming the wiring 280 is not particularly limited, and any metal such as copper or aluminum can be used.
  • the wiring 280 may be located in the sheet substrate 210. As shown in FIG. 19, the wiring 280 may be located on the surface 211A of the substrate 211 together with the electrodes 240 and 250. As will be described later, the wiring 280 may be formed as an electrode layer 234 together with the electrode 240 and the electrode 250.
  • the wiring 280 electrically connects the thermoelectric conversion elements 220 adjacent to each other in the second direction A2 at both ends of the thermoelectric conversion element 220, that is, the first end portion 220H and the second end portion 220L.
  • the wiring 280 is an electrode 240 electrically connected to the first end 220H of one thermoelectric conversion element 220 in two thermoelectric conversion elements 220 adjacent to each other in the second direction A2, and a second thermoelectric conversion element 220.
  • the electrode 250 which is electrically connected to the two ends 220L, is electrically connected.
  • the wiring 280 may extend linearly from the electrode 240 to the electrode 250.
  • the plurality of wirings 280 electrically connect the thermoelectric conversion elements 221 to 228 between the first electrode 251 and the second electrode 248 by electrically connecting the plurality of electrodes 240 and the plurality of electrodes 250. do.
  • one end of the wiring 281 is electrically connected to the electrode 241.
  • the other end of the wiring 281 is electrically connected to the electrode 252.
  • One end of the wiring 282 is electrically connected to the electrode 242.
  • the other end of the wiring 282 is electrically connected to the electrode 253.
  • One end of the wiring 283 is electrically connected to the electrode 243.
  • the other end of the wiring 283 is electrically connected to the electrode 254.
  • One end of the wiring 284 is electrically connected to the electrode 244.
  • the other end of the wiring 284 is electrically connected to the electrode 255.
  • One end of the wiring 285 is electrically connected to the electrode 245.
  • the other end of the wiring 285 is electrically connected to the electrode 256.
  • One end of the wiring 286 is electrically connected to the electrode 246. The other end of the wiring 286 is electrically connected to the electrode 257. One end of the wiring 287 is electrically connected to the electrode 247. The other end of the wiring 287 is electrically connected to the electrode 258.
  • thermoelectric conversion module 201 according to the second embodiment is the same as those of the thermoelectric conversion module 1 according to the first embodiment.
  • the manufacturing method of the thermoelectric conversion module 201 may include the same steps as the manufacturing method of the thermoelectric conversion module 1 according to the first embodiment.
  • the method for manufacturing the thermoelectric conversion module 201 may include an arrangement step S10 as shown in FIG. 8, a forming step S11, S12, S13, S14, S15, S16, and a connecting step S17. Therefore, the manufacturing method of the thermoelectric conversion module 201 will be described below with reference to the flowchart shown in FIG. However, the manufacturing method of the thermoelectric conversion module 201 is not limited to the manufacturing method described below.
  • the arrangement step S10 is a step of arranging the metal foil on the substrate 211 in the same manner as in the configuration shown in FIG.
  • This metal leaf may be arranged on the surface 211A of the substrate 211.
  • This metal leaf may be similar to the metal leaf 33 as shown in FIG.
  • This metal leaf may be adhered to the surface 211A of the substrate 211 by any adhesive having thermal conductivity.
  • this metal leaf may be formed on the surface 211A of the substrate 211 by any film forming method such as thin film deposition, sputtering, or plating method.
  • This metal foil can become the electrode 240, the electrode 250, and the wiring 280 through the forming step S11 and the like described later.
  • the forming step S11 is a step of forming the electrode layer 234 as shown in FIG. 19 by patterning the metal foil arranged on the substrate 211.
  • the electrode layer 234 has an electrode 240, an electrode 250, and a wiring 280.
  • the electrode layer 234 is formed only on the surface 211A of the substrate 211.
  • the electrode layer 234 may be formed on at least one of the front surface 211A and the back surface 212B of the substrate 211.
  • the forming step S12 is a step of forming the openings 211a, 211b, 211c, 211d of the substrate 211 as shown in FIG. 17 and forming the openings 211e, 211f, 211g, 211h of the substrate 211 as shown in FIG. be.
  • the openings 211a to 211h may be formed by any heating laser.
  • the forming step S13 is a step of forming the insulating layer 212 on the electrode layer 234 formed on the substrate 211 as shown in FIG.
  • the insulating layer 212 may be formed on the substrate 211 and the electrode layer 234.
  • the insulating layer 212 may be formed by applying an insulating material to the electrode layer 234.
  • the sheet substrate 210 includes a substrate 211 and an insulating layer 212.
  • ⁇ Formation step S14> In the forming step S14, the openings 212a, 212b, 212c, 212d of the insulating layer 212 as shown in FIG. 17 are formed, and the openings 212e, 212f, 212g, 212h of the insulating layer 212 as shown in FIG. 18 are formed. It is a process.
  • the openings 212a-212h may be formed by any laser.
  • the forming step S15 is a step of forming a thermoelectric conversion element layer on the insulating layer 212 and on the surface on which the electrode layer 234 is not formed on the substrate 211.
  • the forming step S15 may be a step of forming a thermoelectric conversion element layer on each of the front surface 10A and the back surface 10B of the sheet substrate 10.
  • the thermoelectric conversion element layer is a layer formed including CNTs.
  • the thermoelectric conversion element layer is assumed to be a CNT sheet 229P1 and a CNT sheet 229P2 as shown in FIG. 21.
  • the CNT sheets 229P1 and 229P2 are formed to include CNTs in the same manner as the CNT sheets 29P and the CNT sheets 29N as shown in FIG.
  • the CNT sheet 229P1 is arranged on the front surface 210A of the sheet substrate 210, for example, the surface 12A of the insulating layer 12, and the CNT sheet 229P2 is arranged on the back surface 210B of the sheet substrate 210, for example, the back surface 211B of the substrate 211. It becomes a process.
  • the CNT sheets 229P1,229P2 are p-type CNT sheets. Each of the CNT sheet 229P1 and the CNT sheet 229P2 may be adhered to each of the front surface 210A and the back surface 210B of the sheet substrate 210 by an arbitrary adhesive sheet such as an epoxy resin.
  • the CNT sheet 229P1 becomes thermoelectric conversion elements 221,223,225,227 after undergoing the formation step S16 described later.
  • the CNT sheet 229P2 becomes a thermoelectric conversion element 222, 224, 226, 228 after undergoing the forming step S16 described later.
  • thermoelectric conversion element layer that is, the CNT sheet 229P1 and the CNT sheet 229P2 are cut along the first direction A1 to form a plurality of thermoelectric conversion elements 220 arranged in the second direction A2. It is a process. By cutting each of the CNT sheets 229P1 and 229P2 along the first direction A1, a gap is formed to partition the two thermoelectric conversion elements 220 adjacent to the second direction A2 as described above in the first embodiment. Will be done.
  • the forming step S16 may be carried out by using a laser in the same manner as the forming step S16 described in the first embodiment. As described above in the first embodiment, a UV laser, a nanosecond laser, or a femtosecond laser may be used in the forming step S16.
  • connection step S17 the end portion of each thermoelectric conversion element 220, that is, the first end portion 220H or the second end portion 220L is electrically connected by the connection portion 230 so that all of the plurality of thermoelectric conversion elements 220 are electrically connected in series. It is a process of connecting to the target.
  • connection step S17 is a step of applying the silver paste.
  • connection step S17 from each of the openings 212a to 212d of the insulating layer 212 as shown in FIG. 16, the first end portion 221H of the thermoelectric conversion element 221, the first end portion 223H of the thermoelectric conversion element 223, and the thermoelectric conversion element 225
  • the silver paste is applied along the first direction A1 up to each of the first end portion 225H of the above and the first end portion 227H of the thermoelectric conversion element 227.
  • a portion of these silver pastes is filled in each of the openings 212a-212d and electrically connected to each of the electrodes 241,243,245,247. After drying, these silver pastes can become the first joining members 261,263,265,267.
  • connection step S17 from each of the openings 211a to 211d of the substrate 211 as shown in FIG. 16, the first end portion 222H of the thermoelectric conversion element 222, the first end portion 224H of the thermoelectric conversion element 224, and the thermoelectric conversion element 226
  • the silver paste is applied along the first direction A1 to each of the first end portion 226H and the first end portion 228H of the thermoelectric conversion element 228.
  • a part of these silver pastes is filled in the openings 211a to 211d and electrically connected to each of the electrodes 242, 244 and 246 and the second electrode 248. After drying, these silver pastes can become the first joining member 262,264,266,268.
  • connection step S17 from each of the openings 212e to 212h of the insulating layer 212 as shown in FIG. 16, the second end portion 221L of the thermoelectric conversion element 221, the second end portion 223L of the thermoelectric conversion element 223, and the thermoelectric conversion element 225
  • the silver paste is applied along the first direction A1 up to each of the second end portion 225L of the above and the second end portion 227L of the thermoelectric conversion element 227.
  • a part of these silver pastes is filled in each of the openings 212e to 212h and electrically connected to each of the first electrode 251 and the electrodes 253, 255, 257. After drying, these silver pastes can become the second joining member 271,273,275,277.
  • connection step S17 from each of the openings 211e to 211h of the substrate 211 as shown in FIG. 16, the second end portion 222L of the thermoelectric conversion element 222, the second end portion 224L of the thermoelectric conversion element 224, and the thermoelectric conversion element 226 are formed.
  • the silver paste is applied along the first direction A1 to each of the second end portion 226L and the second end portion 228L of the thermoelectric conversion element 228.
  • a part of these silver pastes is filled in each of the openings 211e to 211h and electrically connected to each of the electrodes 252,254,256,258. After drying, these silver pastes can become the second joining member 272,274,276,278.
  • thermoelectric conversion module 201 According to the second embodiment, other configurations and effects of the method for manufacturing the thermoelectric conversion module 201 according to the second embodiment are the same as the method for manufacturing the thermoelectric conversion module 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 22 is an external view of the thermoelectric conversion module 301 according to the third embodiment of the present invention.
  • the thermoelectric conversion module 301 can be arranged in the heat source 2 as in the first embodiment.
  • the thermoelectric conversion module 301 has a first edge portion 301H and a second edge portion 301L on the sheet substrate 310 described later.
  • the first edge portion 301H and the second edge portion 301L face each other.
  • the first edge portion 301H may be located near the heat source 2 when the thermoelectric conversion module 301 is arranged in the heat source 2.
  • the second edge portion 301L may be located away from the heat source 2 when the thermoelectric conversion module 301 is arranged in the heat source 2.
  • the temperature near the first edge portion 301H can be higher than the temperature near the second edge portion 301L, similarly to the first edge portion 1H as shown in FIG. In other words, the temperature near the second edge portion 301L can be lower than the temperature near the first edge portion 301H.
  • the first direction A1, the second direction A2, and the third direction A3 can be adopted as in the first embodiment.
  • the first direction A1 is the direction in which the first edge portion 301H and the second edge portion 301L face each other.
  • the first direction A1 is a direction from the second edge portion 301L toward the first edge portion 301H, and is a direction orthogonal to the second edge portion 301L.
  • the second direction A2 is assumed to be a direction from the left side of the paper surface of FIG. 22 toward the right side of the paper surface.
  • the third direction A3 is assumed to be a direction from the back side of the paper surface of FIG. 22 toward the front side of the paper surface.
  • thermoelectric conversion module 301 seen from the third direction A3 is trapezoidal.
  • the thermoelectric conversion module 301 has a side 301A and a side 301B on the sheet substrate 310 described later.
  • the side 301A and the side 301B are parallel to each other.
  • Sides 301A and 301B correspond to the two bases of the trapezoid.
  • the first edge 301H corresponds to one of the two trapezoidal legs.
  • the second edge 301L corresponds to the other leg of the two trapezoidal legs.
  • the distance in the first direction A1 between the first edge portion 301H and the second edge portion 301L extends along the second direction A2.
  • the thermoelectric conversion module 301 includes a sheet substrate 310, a thermoelectric conversion element 321, 322, 323, 324, 325, 326, a connection portion 330, a first electrode 331, and a second electrode 332.
  • thermoelectric conversion element 320 shows a thermoelectric conversion module 301 including six thermoelectric conversion elements 320.
  • the number of thermoelectric conversion elements 320 included in the thermoelectric conversion module 301 may be any number.
  • the sheet substrate 310 has an insulating property.
  • the sheet substrate 310 may have flexibility.
  • the shape of the sheet substrate 310 seen from the third direction A3 is a trapezoidal shape.
  • the sheet substrate 310 has the above-mentioned first edge portion 301H, the above-mentioned second edge portion 301L, the above-mentioned side 301A, and the above-mentioned side 301B.
  • the sheet substrate 310 has a front surface 310A and a back surface 310B.
  • the front surface 310A and the back surface 310B face each other.
  • the surface 310A is a surface of the sheet substrate 310 facing the third direction A3.
  • the back surface 310B is a surface of the sheet substrate 310 that faces the opposite direction of the third direction A3.
  • the sheet substrate 310 may have a substrate similar to the substrate 11 and an insulating layer similar to the insulating layer 12 as in the sheet substrate 10 as shown in FIG.
  • connection portion 330 electrically connects a plurality of thermoelectric conversion elements 320 from the first electrode 331 to the second electrode 332 in the order of the thermoelectric conversion elements 321 to 326.
  • the connecting portion 330 includes an electrode similar to the electrode 40 as shown in FIG. 1, an electrode similar to the electrode 50, a joining member similar to the first joining member 60, and a joining member similar to the second joining member 70. May have.
  • thermoelectric conversion element 320 is a p-type thermoelectric conversion element or an n-type thermoelectric conversion element.
  • the thermoelectric conversion material for forming the thermoelectric conversion element 320 is not particularly limited, and the thermoelectric conversion material described above in the first embodiment can be used. As described above in the first embodiment, all of the thermoelectric conversion elements 321 to 326 may be formed including CNTs.
  • the thermoelectric conversion element 320 extends along the first direction A1.
  • the shape of the thermoelectric conversion element 320 as seen from the third direction A3 side is a long shape such as a rectangular shape. However, the shape of the thermoelectric conversion element 320 seen from the third direction A3 may be any shape such as a fan shape.
  • the longitudinal direction of the thermoelectric conversion element 320 is along the first direction A1.
  • the longitudinal direction of the thermoelectric conversion element 320 may be parallel to the first direction A1.
  • the thickness of the thermoelectric conversion element 320 in the third direction A3 may be substantially the same or may be different. Hereinafter, it is assumed that the thicknesses of the thermoelectric conversion elements 321 to 326 in the third direction A3 are substantially the same.
  • the thermoelectric conversion element 320 has a first end portion 320H and a second end portion 320L in the first direction A1.
  • the first end portion 320H is located toward the first edge portion 301H of the thermoelectric conversion module 301.
  • the second end portion 320L is located toward the second edge portion 301L of the thermoelectric conversion module 301.
  • the first end 320H of the thermoelectric conversion element 3211, 322, 323, 324, 325, 326 is "first end 321H", “first end 322H”, “first end 323H”, respectively. It is also described as “first end portion 324H", “first end portion 325H” and “first end portion 326H”.
  • thermoelectric conversion element 3211, 322, 323, 324, 325, 326 has “second end 321L”, “second end 322L”, and “second end 323L”, respectively. It is also described as “second end portion 324L”, “second end portion 325L” and “second end portion 326L”.
  • the odd-numbered thermoelectric conversion element 320 counted from the first electrode 331 of the plurality of thermoelectric conversion elements 320 electrically connected in series by the connecting portion 330 is located on the side of the surface 310A of the sheet substrate 310. ..
  • the odd-numbered thermoelectric conversion element 320 counted from the first electrode 331 is the first thermoelectric conversion element 321, the third thermoelectric conversion element 323, and the fifth thermoelectric conversion element 325. That is, the thermoelectric conversion elements 321 and 323, 325 are located on the side of the surface 310A of the sheet substrate 310.
  • the thermoelectric conversion elements 3211, 323, 325 are arranged along the second direction A2 on the surface 310A.
  • the thermoelectric conversion elements 321 and 323, 325 may be arranged with a gap along the second direction A2. The width of the gap may be arbitrary as long as insulation between two thermoelectric conversion elements 320 adjacent to each other in the second direction A2 can be secured.
  • thermoelectric conversion element 320 counted from the first electrode 331 of the plurality of thermoelectric conversion elements 320 electrically connected in series by the connecting portion 330 is located on the back surface 310B side of the sheet substrate 310.
  • the even-numbered thermoelectric conversion element 320 counted from the first electrode 331 is the second thermoelectric conversion element 322, the fourth thermoelectric conversion element 324, and the sixth thermoelectric conversion element 326. That is, the thermoelectric conversion elements 322,324,326 are located on the back surface 310B side of the sheet substrate 310.
  • the thermoelectric conversion elements 322,324,326 are arranged along the second direction A2 on the back surface 310B.
  • the thermoelectric conversion elements 322,324,326 may be arranged with a gap in the second direction A2. The width of the gap may be arbitrary as long as insulation between two thermoelectric conversion elements 320 adjacent to each other in the second direction A2 can be secured.
  • thermoelectric conversion element 321, 323, 325 located on the side of the front surface 310A overlaps the thermoelectric conversion element 322, 324, 326 located on the side of the back surface 310B. It doesn't become.
  • at least a part of the thermoelectric conversion element 321, 323, 325 located on the side of the front surface 310A is at least a part of the thermoelectric conversion element 322, 324, 326 located on the side of the back surface 310B. It may overlap.
  • thermoelectric conversion elements 321 to 326 have different lengths along the first direction A1.
  • each of the thermoelectric conversion elements 321 to 326 extends from the first edge portion 301H to the second edge portion 301L along the first direction A1. Since each of the thermoelectric conversion elements 321 to 326 extends from the first edge portion 301H to the second edge portion 301L, the lengths of the thermoelectric conversion elements 321 to 326 become longer in the order of the thermoelectric conversion elements 321 to 326.
  • each of the thermoelectric conversion elements 321 to 326 extends from the first edge portion 301H to the second edge portion 301L, so that the lengths of the thermoelectric conversion elements 321 to 326 along the first direction A1 are different.
  • each of the thermoelectric conversion elements 321 to 326 extends from the first edge portion 301H to the second edge portion 301L, the temperature difference between both ends of each of the thermoelectric conversion elements 321 to 326 can be increased. By increasing the temperature difference between both ends of each of the thermoelectric conversion elements 321 to 326, the generated power of each of the thermoelectric conversion elements 321 to 326 can be increased.
  • the width between each of the first end portions 321H to 326H and the first edge portion 301H may be the same. Further, the width between each of the second end portions 321L to 326L and the second edge portion 301L may be the same.
  • the width between each of the first end portions 321H to 326H and the first edge portion 301H and the width between each of the second end portions 321L to 326L and the second edge portion 301L are appropriately determined according to the manufacturing process and the like. May be set.
  • thermoelectric conversion elements 321 to 326 along the first direction A1 are different, for example, if the widths of the thermoelectric conversion elements 321 to 326 along the second direction A2 are substantially the same.
  • the electric resistance values of the thermoelectric conversion elements 321 to 326 are different. If the electric resistance values of the thermoelectric conversion elements 321 to 326 are different, when the thermoelectric conversion elements 321 to 326 are electrically connected in series, the thermoelectric conversion element 320 having a small electric resistance value may cause the thermoelectric conversion module 301. The current is fixed.
  • thermoelectric conversion elements 321 to 326 the widths of the thermoelectric conversion elements 321 to 326 along the second direction A2 are different so that the electric resistance values of the thermoelectric conversion elements 321 to 326 are substantially the same. It is configured in. As an example, as described above, the lengths of the thermoelectric conversion elements 321 to 326 become longer in the order of the thermoelectric conversion elements 321 to 326. In this case, each of the thermoelectric conversion elements 321 to 326 may be configured so that the width along the second direction A2 of each of the thermoelectric conversion elements 321 to 326 becomes wider in the order of the thermoelectric conversion elements 321 to 326.
  • the width of the thermoelectric conversion elements 321 to 326 along the second direction A2 may be wider in proportion to the length of each of the thermoelectric conversion elements 321 to 326 along the first direction A1. For example, when the length of the thermoelectric conversion element 326 along the first direction A1 is 1.5 times the length of the thermoelectric conversion element 321 along the first direction A1, the width of the thermoelectric conversion element 326 along the second direction A2. Is 1.5 times the width along the second direction A2 of the thermoelectric conversion element 321. With such a configuration, the electric resistance values of the thermoelectric conversion elements 321 to 326 can be substantially the same.
  • thermoelectric conversion elements 321 to 326 When the thicknesses of the thermoelectric conversion elements 321 to 326 in the third direction A3 are different, each of the thermoelectric conversion elements 321 to 326 so that the electric resistance values of the thermoelectric conversion elements 321 to 326 are substantially the same.
  • thermoelectric conversion elements 321 to 326 may be configured so that the cross-sectional areas orthogonal to the first direction A1 are different.
  • thermoelectric conversion element 321 is based on the electrical resistivity of the p-type thermoelectric conversion element and the electrical resistivity of the n-type thermoelectric conversion element so that the electrical resistance values of the thermoelectric conversion elements 321 to 326 are substantially the same.
  • thermoelectric conversion elements 321 to 326 may be configured so that the cross-sectional areas orthogonal to the first direction A1 of each of 326 are different.
  • the shape of the sheet substrate 310 is trapezoidal. Since the shape of the sheet substrate 310 is trapezoidal, the degree of freedom in the place where the thermoelectric conversion module 301 is arranged can be increased.
  • thermoelectric conversion module 301 can also be manufactured by the manufacturing method described above in the first embodiment.
  • thermoelectric conversion module can be provided while increasing the generated power.

Abstract

熱電変換モジュールは、対向する表面及び裏面を有する絶縁性のシート基板と、複数の熱電変換素子と、接続部とを備える。複数の熱電変換素子は、第1方向に沿って延びる長尺状に形成されている。接続部は、第1電極から第2電極に亘って、複数の熱電変換素子を、各熱電変換素子の長尺状の端部にて電気的に直列接続する。接続部によって電気的に直列接続される複数の熱電変換素子のうちの第1電極から数えて奇数番目の熱電変換素子は、表面の側に位置するとともに、第1方向に交差する第2方向に沿って並ぶ。接続部によって電気的に直列接続される複数の熱電変換素子のうちの第1電極から数えて偶数番目の熱電変換素子は、裏面の側に位置するとともに、第2方向に沿って並ぶ。

Description

熱電変換モジュール及び熱電変換モジュールの製造方法
 本発明は、熱電変換モジュール及び熱電変換モジュールの製造方法に関する。
 従来、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電変換装置が知られている(例えば、特許文献1)。特許文献1に記載の熱電変換装置は、p型層とn型層との積層構成を含む。
特開2017-152682号公報
 特許文献1に記載の熱電変換装置において、発電電力を高めるためには、p型層とn型層との積層構成を並べることが求められる。p型層とn型層との積層構成を並べると、熱電変換装置が大型化してしまう。
 そこで、本発明の目的は、上述した課題を解決し、発電電力を高めつつ、小型化された熱電変換モジュール及び熱電変換モジュールの製造方法を提供することにある。
 この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の熱電変換装置は、対向する表面及び裏面を有する絶縁性のシート基板と、第1方向に沿って延びる長尺状に形成された、複数の熱電変換素子と、第1電極から第2電極に亘って、前記複数の熱電変換素子を、各熱電変換素子の長尺状の端部にて電気的に直列接続する接続部と、を備え、前記接続部によって電気的に直列接続される前記複数の熱電変換素子のうちの前記第1電極から数えて奇数番目の熱電変換素子は、前記表面の側に位置するとともに、前記第1方向に交差する第2方向に沿って並び、前記接続部によって電気的に直列接続される前記複数の熱電変換素子のうちの前記第1電極から数えて偶数番目の熱電変換素子は、前記裏面の側に位置するとともに、前記第2方向に沿って並ぶ。このようにシート基板の表面及び裏面の両面に熱電変換素子が位置することにより、熱電変換モジュールにおける熱電変換素子の密度が高められ得る。熱電変換モジュールにおける熱電変換素子の密度が高められることにより、熱電変換モジュールは、発電電力を高めつつ、小型化され得る。
 ここで、本発明の熱電変換装置において、前記シート基板を平面視した際に、前記表面の側に位置する前記奇数番目の複数の熱電変換素子は、前記裏面の側に位置する前記偶数番目の複数の熱電変換素子と重なるように位置する、ことが好ましい。このような構成により、熱電変換モジュールが小型化され得る。
 また、本発明の熱電変換装置において、前記表面の側に位置する前記熱電変換素子は、p型熱電変換素子であり、前記裏面の側に位置する前記熱電変換素子は、n型熱電変換素子である、ことが好ましい。
 また、本発明の熱電変換装置において、前記熱電変換モジュールが備える複数の前記熱電変換素子の全ては、p型熱電変換素子である、ことが好ましい。ここで、熱電変換素子を形成する熱電変換材料によっては、p型熱電変換素子の一方がn型熱電変換素子も耐久性が高くなる場合がある。複数の熱電変換素子の全てがp型熱電変換素子であることにより、熱電変換モジュールは、耐久性に優れたものとなり得る。
 また、本発明の熱電変換装置において、前記熱電変換モジュールが備える複数の前記熱電変換素子の全ては、カーボンナノチューブを含んで形成されている、ことが好ましい。このような構成により、熱電変換モジュールの機械的強度をさらに向上させるとともに、熱電変換モジュールを軽量化することができる。
 また、本発明の熱電変換装置において、前記熱電変換モジュールが備える複数の熱電変換素子の全ての各々の形状は、略同寸法の長方形状である、ことが好ましい。このような構成により、熱電変換モジュールが小型化され得る。
 また、本発明の熱電変換装置において、前記熱電変換モジュールが備える複数の前記熱電変換素子は、当該複数の熱電変換素子の各々の電気抵抗値が略同一となるように、当該複数の熱電変換素子の各々の前記第1方向に沿う長さ、当該複数の熱電変換素子の各々の前記第2方向に沿う幅、及び、当該複数の熱電変換素子の各々の厚さを調整して構成されている、ことが好ましい。複数の熱電変換素子の各々の電気抵抗値が同じになることにより、熱電変換モジュールにおける電力損失が低減され得る。
 また、本発明の熱電変換装置において、前記熱電変換モジュールが備える複数の熱電変換素子の各々の前記厚さが略同一であり、当該複数の熱電変換素子の各々の前記長さが相違しており、且つ当該複数の熱電変換素子の各々の前記幅が相違している、ことが好ましい。
 また、本発明の熱電変換装置において、前記シート基板の形状は、台形状であり、前記シート基板は、台形の2つの脚のうちの一方の脚に対応する第1縁部と、前記2つの脚のうちの他方の脚に対応する第2縁部とを含み、前記第1縁部と前記第2縁部との間の前記第1方向における間隔は、前記第2方向に沿って広がり、前記複数の熱電変換素子は、前記第1方向に沿って前記第1縁部から前記第2縁部まで延びる、ことが好ましい。シート基板の形状が台形状であることにより、熱電変換モジュールを配置する場所の自由度が高まり得る。
 この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の熱電変換モジュールの製造方法は、対向する表面及び裏面を有する絶縁性のシート基板と、第1方向に沿って延びる長尺状に形成された、複数の熱電変換素子と、前記複数の熱電変換素子を、各熱電変換素子の長尺状の端部にて電気的に直列接続する接続部と、を備える熱電変換モジュールの製造方法であって、対向する表面及び裏面を有する絶縁性の基板において、前記表面及び前記裏面の少なくとも一方の面上に電極層を形成する電極層形成工程と、前記基板上に形成された前記電極層の上に絶縁層を形成する絶縁層形成工程であって、前記シート基板は、前記基板及び前記絶縁層を備えて構成される、絶縁層形成工程と、前記絶縁層の上、及び、前記基板において前記電極層が形成されない面上に熱電変換素子層を形成する素子形成工程と、前記熱電変換素子層を前記第1方向に沿って切断し、前記第1方向に交差する第2方向に沿って並ぶ複数の熱電変換素子を形成する熱電変換素子形成工程と、前記複数の熱電変換素子の全てが電気的に直列接続されるように各熱電変換素子の長尺状の両端部を接続部によって接続する接続工程と、を含む。このような製造方法によって、発電電力を高めつつ、小型化された熱電変換モジュールが提供され得る。
 ここで、本発明の熱電変換モジュールの製造方法において、前記電極層は、前記基板における前記表面上にのみ形成される、ことが好ましい。
 また、本発明の熱電変換モジュールの製造方法において、前記熱電変換素子層は、カーボンナノチューブを含んで形成されている層である、ことが好ましい。このような構成により、機械的強度をさらに向上させるとともに、軽量化された熱電変換モジュールが製造され得る。
 また、本発明の熱電変換モジュールの製造方法において、前記熱電変換素子形成工程は、UVレーザ、ナノ秒レーザ又はフェムト秒レーザを用いて実施される、ことが好ましい。UVレーザ若しくはナノ秒レーザ又はフェムト秒レーザを用いることにより、レーザによる熱の発生が低減され得る。レーザによる熱の発生が低減されることにより、熱電変換素子間の隙間が第2方向において広がることが抑制され、熱電変換モジュールにおける熱電変換素子の密度が高められ得る。
 本発明によれば、発電電力を高めつつ、小型化された熱電変換モジュール及び熱電変換モジュールの製造方法が提供され得る。
本発明の第1実施形態に係る熱電変換モジュールの外観図である。 図1に示すL1-L1線に沿った熱電変換モジュールの断面図である。 図1に示すL2-L2線に沿った熱電変換モジュールの断面図である。 図1に示す熱電変換モジュールにおける電流経路を示す図である。 本発明の第1実施形態の変形例に係る熱電変換モジュールの外観図である。 図5に示すL3-L3線に沿った熱電変換モジュールの断面図である。 図5に示すL4-L4線に沿った熱電変換モジュールの断面図である。 図1に示す熱電変換モジュールの製造方法を示すフローチャートである。 金属箔の配置工程を実施した後の構成を示す図である。 電極層の形成工程を実施した後の構成を示す図である。 基板への開口部の形成工程を実施した後の構成を示す図である。 絶縁層の形成工程を実施した後の構成を示す図である。 絶縁層への開口部の形成工程を実施した後の構成を示す図である。 カーボンナノチューブシートを配置した後の構成を示す図である。 カーボンナノチューブシートを配置した後の構成を示す図である。 本発明の第2実施形態に係る熱電変換モジュールの外観図である。 図16に示すL5-L5線に沿った熱電変換モジュールの断面図である。 図16に示すL6-L6線に沿った熱電変換モジュールの断面図である。 図14に示す電極層を示す図である。 図16に示す熱電変換モジュールにおける電流経路を示す図である。 カーボンナノチューブシートを配置した後の構成を示す図である。 本発明の第3実施形態に係る熱電変換モジュールの外観図である。
 以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。各図において共通する構成要素には、同じ符号を付している。
 (第1実施形態)
 図1は、本発明の第1実施形態に係る熱電変換モジュール1の外観図である。図2は、図1に示すL1-L1線に沿った熱電変換モジュール1の断面図である。図3は、図1に示すL2-L2線に沿った熱電変換モジュールの断面図である。図4は、図1に示す熱電変換モジュールにおける電流経路を示す図である。
 図1に示すように、熱電変換モジュール1は、熱源2に配置可能である。熱電変換モジュール1は、後述のシート基板10に、第1縁部1Hと、第2縁部1Lとを有する。第1縁部1Hと、第2縁部1Lとは、対向する。第1縁部1Hは、熱電変換モジュール1が熱源2に配置された際、熱源2の近くに位置し得る。第2縁部1Lは、熱電変換モジュール1が熱源2に配置された際、熱源2から離れて位置し得る。
 第1縁部1H付近の温度は、第1縁部1Hが第2縁部1Lよりも熱源2の方に位置することにより、第2縁部1L付近の温度よりも高温になり得る。換言すると、第2縁部1L付近の温度は、第1縁部1H付近の温度よりも低温になり得る。
 図1において、第1方向A1は、第1縁部1Hと第2縁部1Lとが対向する方向である。本実施形態では、第1方向A1は、熱電変換モジュール1の第2縁部1Lから第1縁部1Hに向かう方向であるものとする。
 図1において、第2方向A2は、第1方向A1に直交する方向である。ただし、第2方向A2は、第1方向A1に交差すれば、第1方向A1に直交しなくてもよい。本実施形態では、第2方向A2は、図1の紙面左側から紙面右側に向かう方向であるものとする。
 図1において、第3方向A3は、第1方向A1及び第2方向A2を含む平面に直交する方向である。本実施形態では、第3方向A3は、図1の紙面奥側から紙面手前側に向かう方向であるものとする。
 以下、「上」とは、特に断りが無い限り、第3方向A3側を指すものとする。また、「下」とは、特に断りが無い限り、第3方向A3の反対方向側を指すものとする。
 図1に示すように、第3方向A3から見た熱電変換モジュール1の形状は、長方形状等の四角形状である。ただし、第3方向A3から見た熱電変換モジュール1の形状は、扇形状等の任意の形状であってよい。図1に示すように、熱電変換モジュール1は、シート基板10と、熱電変換素子21,22,23,24,25,26,27,28とを備える。図2及び図3に示すように、熱電変換モジュール1は、接続部30と、第1電極31と、第2電極32とを備える。接続部30は、電極41,42,43,44と、電極51,52,53と、第1接合部材61,62,63,64,65,66,67,68と、第2接合部材71,72,73,74,75,76,77,78とを有する。
 以下、熱電変換素子21~28の各々を特に区別しない場合、これらは、まとめて「熱電変換素子20」とも記載される。図1には、8つの熱電変換素子20を備える熱電変換モジュール1が示されている。ただし、熱電変換モジュール1が備える熱電変換素子20の数は、任意の数であってよい。
 以下、電極41~44の各々を特に区別しない場合、これらは、まとめて「電極40」とも記載される。また、電極51~53の各々特に区別しない場合、これらは、まとめて「電極50」とも記載される。また、第1接合部材61~68を特に区別しない場合、これらは、まとめて「第1接合部材60」とも記載される。また、第2接合部材71~78を特に区別しない場合、これらは、まとめて「第2接合部材70」とも記載される。図2及び図3には、4つの電極40と、3つの電極50と、8つの第1接合部材60と、8つの第2接合部材70を有する接続部30が示されている。ただし、接続部30が有する電極40の数、電極50の数、第1接合部材60の数及び第2接合部材70の数は、熱電変換モジュール1が備える熱電変換素子20の数に応じたものであってよい。
 図1に示すようなシート基板10は、絶縁性を有する。シート基板10は、可撓性を有してよい。シート基板10を形成するための材料としては、特に限定することなく、任意の絶縁材料を用いることができる。第3方向A3から見たシート基板10の形状は、長方形状等の四角形である。ただし、第3方向A3から見たシート基板10の形状は、扇形状等の任意の形状であってよい。シート基板10は、第1方向A1及び第2方向A2を含む面と平行であってよい。
 シート基板10は、上述の第1縁部1Hと、上述の第2縁部1Lとを有する。図2及び図3に示すように、シート基板10は、表面10Aと、裏面10Bとを有する。表面10Aと裏面10Bとは、対向する。表面10Aは、シート基板10の面のうち、第3方向A3を向く面である。裏面10Bは、シート基板10の面のうち、第3方向A3の反対方向を向く面である。
 図2及び図3に示すように、シート基板10は、基板11と、絶縁層12とを有する。
 基板11は、絶縁性を有する。基板11は、可撓性を有してよい。基板11を形成するための材料としては、特に限定されることなく、ポリイミド又はエポキシガラス等の任意の材料を用いることができる。図1に示すように、第3方向A3から見た基板11の形状は、長方形状等の四角形状である。ただし、第3方向A3から見た基板11の形状は、扇形状等の任意の形状であってよい。基板11は、第1方向A1及び第2方向A2を含む面と平行であってよい。
 図2に示すように、基板11は、表面11Aと、裏面11Bとを有する。表面11Aと裏面11Bとは、対向する。表面11Aは、基板11の面のうち、第3方向A3を向く面である。裏面11Bは、基板11の面のうち、第3方向A3の反対方向を向く面である。裏面11Bは、シート基板10の裏面10Bに対応してよい。
 図2に示すように、基板11は、開口部11a,11b,11c,11dを有する。図1に示すように、第3方向A3から見た開口部11a~11dの各々の位置は、電極41~44の各々の位置に対応してよい。図3に示すように、基板11は、開口部11e,11f,11g,11hを有する。図1に示すように、第3方向A3から見た開口部11e~11gの各々の位置は、電極51~53の各々の位置に対応してよい。また、第3方向A3から見た開口部11hの位置は、第2電極32の位置に対応してよい。第3方向A3から見た開口部11a~11hの形状は、円形状である。ただし、開口部11a~11hの形状は、任意の形状であってよい。
 絶縁層12は、絶縁性を有する。絶縁層12は、可撓性を有してよい。絶縁層12を形成するための材料としては、特に限定されることなく、任意の絶縁材料を用いることができる。絶縁層12は、基板11の表面11Aに位置してよい。図1に示すように、第3方向A3から見た絶縁層12の形状は、長方形状等の四角形状である。ただし、第3方向A3から見た絶縁層12の形状は、扇形状等の任意の形状であってよい。絶縁層12は、第1方向A1及び第2方向A2を含む面と平行であってよい。
 図2に示すように、絶縁層12は、表面12Aと、裏面12Bとを有する。表面12Aと、裏面12Bとは、対向する。表面12Aは、絶縁層12の面のうち、第3方向A3を向く面である。表面12Aは、シート基板10の表面10Aに対応してよい。裏面12Bは、絶縁層12の面のうち、第3方向A3の反対方向を向く面である。
 図2に示すように、絶縁層12は、開口部12a,12b,12c,12dを有する。図1に示すように、第3方向A3から見た開口部12a~12dの各々の位置は、電極41~44の各々の位置に対応してよい。図3に示すように、絶縁層12は、開口部12e,12f,12g,12hを有する。図1に示すように、第3方向A3から見た開口部12eの位置は、第1電極31の位置に対応してよい。また、第3方向A3から見た開口部12f~12hの各々の位置は、電極51~53の各々の位置に対応してよい。第3方向A3から見た開口部12a~12hの形状は、円形状である。ただし、開口部12a~12hの形状は、任意の形状であってよい。
 熱電変換素子20は、p型熱電変換素子であるか、又はn型熱電変換素子である。本実施形態では、熱電変換素子21,23,25,27がp型熱電変換素子であり、熱電変換素子22,24,26,28がn型熱電変換素子である。図2及び図3において、n型熱電変換素子である熱電変換素子22,24,26,28には、ハッチングを付す。
 熱電変換素子20を形成するための熱電変換材料としては、特に限定されることなく、ビスマステルル系化合物、アンチモン系化合物、シリコン系化合物、金属酸化物系化合物、ホイスラー合金系化合物、導電性高分子化合物、導電性繊維、及び、これらの複合材料等を用いることができる。中でも、導電性繊維を用いることが好ましく、カーボンナノチューブ(以下、「CNT」とも称する)等の繊維状の炭素ナノ構造体を用いることがより好ましい。CNTを用いれば、本発明の熱電変換モジュール1の機械的強度をさらに向上させるとともに、軽量化することができるからである。さらに、CNTとしては特に限定されることなく、単層CNT及び/又は多層CNTを用いることができるが、CNTは、単層CNTであることが好ましい。単層CNTの方が、熱電特性(ゼーベック係数)が優位である傾向があるからである。なお、単層カーボンナノチューブとしては、CNT製造用の触媒層を表面に有する基材上に、原料化合物及びキャリアガスを供給して、化学的気相成長法(CVD法)によりCNTを合成する際に、系内に微量の酸化剤(触媒賦活物質)を存在させることで、触媒層の触媒活性を飛躍的に向上させるという方法(スーパーグロース法;国際公開第2006/011655号参照)に準じて製造したCNTを用いることができる(以下、かかる方法に準じて製造されたCNTを「SGCNT」と称することがある)。さらにSGCNTは折れ曲がりが多いという特徴を持っている。ここで、CNTは、電子移動による熱伝導性は高いが、フォノン振動による熱伝導性の低下効果も高いと考えられている。しかしながら、SGCNTは、他の一般的な方法に従って製造したCNTよりも折れ曲がりが多いため、フォノン振動が増幅されにくい構造となっており、フォノン振動に起因した熱伝導性の低下を抑制することができる。よって、SGCNTは、他の一般的なCNTと比較して、熱電変換材料としてより優位な材料であり得る。
 熱電変換素子21~28の全ては、CNTを含んで形成されていてよい。このような構成により、熱電変換モジュール1の機械的強度をさらに向上させるとともに、熱電変換モジュール1を軽量化することができる。
 図1に示すように、熱電変換素子20は、第1方向A1に沿って延びる。第3方向A3から見た熱電変換素子20の形状は、長方形状等の長尺状である。ただし、第3方向A3から見た熱電変換素子20の形状は、扇形状等の任意の形状であってよい。熱電変換素子20の長手方向は、第1方向A1に沿う。熱電変換素子20の長手方向は、第1方向A1に平行であってよい。熱電変換素子21~28の形状は、同じ形状であってよい。図2及び図3に示すように、熱電変換素子20の断面形状は、薄膜状であってよい。
 熱電変換素子20は、第1方向A1において第1端部20H及び第2端部20Lを有する。第1端部20Hは、熱電変換モジュール1の第1縁部1Hの方に位置する。第2端部20Lは、熱電変換モジュール1の第2縁部1Lの方に位置する。なお、熱電変換素子21~28の第1端部20Hは、各々、「第1端部21H」、「第1端部22H」、「第1端部23H」、「第1端部24H」、「第1端部25H」、「第1端部26H」、「第1端部27H」及び「第1端部28H」とも記載される。また、熱電変換素子21~28の第2端部20Lは、各々、「第2端部21L」、「第2端部22L」、「第2端部23L」、「第2端部24L」、「第2端部25L」、「第2端部26L」、「第2端部27L」及び「第2端部28L」とも記載される。なお、図1に示す構成では、第1端部21H~28Hの第1方向A1における位置が異なる。ただし、第1端部21H~28Hの第1方向A1における位置は、同じであってよい。また、図1に示す構成では、第2端部21L~28Lの第1方向A1における位置が異なる。ただし、第2端部21L~28Lの第1方向A1における位置は、同じであってよい。
 熱電変換素子20は、第1端部20Hと第2端部20Lとの間の温度差を利用することにより、発電し得る。具体的には、熱電変換素子20の第1端部20Hの温度は、第1端部20Hが第2端部20Lよりも第1縁部1Hの方に位置することにより、第2端部20Lの温度よりも高くなり得る。第1端部20Hの温度が第2端部20Lの温度よりも高くなることにより、第1端部20Hと第2端部20Lとの間で温度差が生じ得る。第1端部20Hと第2端部20Lとの間で温度差が生じることにより、熱電変換素子20において温度勾配が生じ得る。この温度勾配に起因するゼーベック効果によって起電力が生じることにより、熱電変換素子20は、発電し得る。
 本実施形態では、複数の熱電変換素子20は、後述のように接続部30によって、第1電極31から第2電極32に亘って、熱電変換素子21~28の順番で電気的に直列接続される。このように複数の熱電変換素子20が電気的に直列接続されることにより、複数の熱電変換素子20が発電した際、図4に示すように、熱電変換モジュール1において1本の電流経路が生じ得る。図4において、電流I21,I22,I23,I24,I25,I26,I27,I28の各々は、熱電変換素子21~28の各々を流れる電流である。
 ここで、接続部30によって電気的に直列接続される複数の熱電変換素子20のうちの第1電極31から数えて奇数番目の熱電変換素子20は、シート基板10の表面10Aの側に位置する。本実施形態では、第1電極31から数えて奇数番目の熱電変換素子20は、1番目の熱電変換素子21、3番目の熱電変換素子23、5番目の熱電変換素子25及び7番目の熱電変換素子27となる。つまり、熱電変換素子21,23,25,27がシート基板10の表面10Aの側例えば絶縁層12の表面12Aの側に位置する。熱電変換素子21,23,25,27は、表面10Aにおいて第2方向A2に沿って並ぶ。熱電変換素子21,23,25,27は、第2方向A2に沿って隙間を空けて並んでよい。当該隙間の幅は、第2方向A2に隣り合う2つの熱電変換素子20の間の絶縁を確保できれば、任意であってよい。
 また、接続部30によって電気的に直列接続される複数の熱電変換素子20のうちの第1電極31から数えて偶数番目の熱電変換素子20は、シート基板10の裏面10Bの側に位置する。本実施形態では、第1電極31から数えて偶数番目の熱電変換素子20は、2番目の熱電変換素子22、4番目の熱電変換素子24、6番目の熱電変換素子26及び8番目の熱電変換素子28となる。つまり、熱電変換素子22,24,26,28がシート基板10の裏面10Bの側例えば基板11の裏面11Bの側に位置する。熱電変換素子22,24,26,28は、裏面10Bにおいて第2方向A2に沿って並ぶ。熱電変換素子22,24,26,28は、第2方向A2に沿って隙間を空けて並んでよい。当該隙間の幅は、第2方向A2に隣り合う2つの熱電変換素子20の間の絶縁を確保できれば、任意であってよい。
 このようにシート基板10の表面10A及び裏面10Bの両面に熱電変換素子20が位置することにより、熱電変換モジュール1における熱電変換素子20の密度が高められ得る。熱電変換モジュール1における熱電変換素子20の密度が高められることにより、熱電変換モジュール1は、発電電力を高めつつ、小型化され得る。
 図1に示すようにシート基板10を平面視した際にすなわち第3方向A3から見た際、シート基板10の表面10Aの側に位置する熱電変換素子20の少なくとも一部は、シート基板10の裏面10Bの側に位置する熱電変換素子20の少なくとも一部に、重なってよい。このような構成により、熱電変換モジュール1が小型化され得る。ただし、第3方向A3から見た際、シート基板10の表面10Aの側に位置する熱電変換素子20の少なくとも一部は、シート基板10の裏面10Bの側に位置する熱電変換素子20の少なくとも一部に重ならなくてもよい。
 熱電変換素子21~28の全ての各々の形状は、略同寸法の長方形状であってよい。熱電変換素子21~28の全ての各々の形状が略同寸法の長方形状であることにより、シート基板10の表面10A及び裏面10Bの各々に熱電変換素子20を効率良く並べることができる。このような構成により、熱電変換モジュールが小型化され得る。ただし、熱電変換素子21~28の全ての各々の形状は、略同寸法の形状であれば、扇形状等の任意の形状であってもよい。熱電変換素子21~28の全ての各々の形状が略同寸法の形状であることにより、シート基板10の表面10A及び裏面10Bの各々に熱電変換素子20を効率良く並べることができる。
 熱電変換素子21~28は、熱電変換素子21~28の各々の電気抵抗値が略同一となるように、熱電変換素子21~28の各々の第1方向A1に沿う長さ、熱電変換素子21~28の各々の第2方向A2に沿う幅及び熱電変換素子21~28の各々の第3方向A3における厚さを調整して構成されていてよい。ここで、熱電変換素子21~28の電気抵抗値が異なると、熱電変換素子21~28が電気的に直列接続される場合、電気抵抗値が小さい熱電変換素子20によって熱電変換モジュール1に生じ得る電流が決まってしまう。熱電変換素子21~28の各々の電気抵抗値が略同一となることにより、電気抵抗値が小さい熱電変換素子20によって熱電変換モジュール1に生じ得る電流が決まってしまうことが抑制され得る。このような構成により、熱電変換モジュール1における電力損失が低減され得る。
 図1に示すような第1電極31及び第2電極32の各々は、導電性を有する。第1電極31及び第2電極32の各々を形成するための導電性材料としては、特に限定されることなく、銅又はアルミニウム等の任意の金属を用いることができる。
 第1電極31及び第2電極32の各々には、熱電変換モジュール1が発電した電力を取り出すための取り出し配線が電気的に接続されていてよい。
 図3に示すように、第1電極31及び第2電極32の各々は、シート基板10の中に例えば基板11の表面11Aに位置してよい。第1電極31は、電極51よりも第2方向A2の反対方向側に位置してよい。第1電極31と電極51との間の隙間の幅は、これら2つの絶縁を確保できれば、任意であってよい。第2電極32は、電極53よりも第2方向A2側に位置してよい。第2電極32と電極53との間の隙間の幅は、これら2つの絶縁を確保できれば、任意であってよい。
 第1電極31は、例えば、負極として機能する。第1電極31は、電気的に直列接続される複数の熱電変換素子20の2つの端部のうちの負極となる端部に、電気的に接続される。本実施形態では、図3に示すように、第1電極31は、熱電変換素子21の第2端部21Lに電気的に接続される。例えば、第1電極31の少なくとも一部は、絶縁層12の開口部12eから露出する。開口部12eから露出した第1電極31の少なくとも一部は、第2接合部材71によって熱電変換素子21の第2端部21Lに電気的に接続される。
 第2電極32は、例えば、正極として機能する。第2電極32は、電気的に直列接続される複数の熱電変換素子20の2つの端部のうちの正極となる端部に、電気的に接続される。本実施形態では、図3に示すように、第2電極32は、熱電変換素子28の第2端部28Lに電気的に接続される。例えば、第2電極32の少なくとも一部は、基板11の開口部11hから露出する。開口部11hから露出した第2電極32の少なくとも一部は、第2接合部材71によって熱電変換素子28の第2端部28Lに電気的に接続される。
 接続部30は、第1電極31から第2電極32に亘って、複数の熱電変換素子20を、各熱電変換素子20の長尺状の端部すなわち第1端部20H又は第2端部20Lにて電気的に直列接続する。本実施形態では、接続部30は、第1電極31から第2電極32に亘って、熱電変換素子21~28の順番で、複数の熱電変換素子20を電気的に直列接続する。以下、この接続態様の一例を説明する。上述のように、接続部30は、複数の電極40と、複数の電極50と、複数の第1接合部材60と、複数の第2接合部材70とを有する。
 電極40は、導電性を有する。電極40を形成するための導電性材料としては、特に限定されることなく、銅又はアルミニウム等の任意の金属を用いることができる。
 図2に示すように、電極40は、シート基板10の中に例えば基板11の表面11Aに位置してよい。電極41~44は、隙間を空けて第2方向A2に沿って並んでよい。当該隙間の幅は、第2方向A2に隣り合う2つの電極40間の絶縁を確保できれば、任意であってよい。
 電極40は、シート基板10の表面10Aの側に位置する熱電変換素子20の第1端部20Hと、シート基板10の裏面10Bの側に位置する熱電変換素子20の第1端部20Hとに電気的に接続される。
 電極41は、表面10Aの側に位置する熱電変換素子21の第1端部21Hと、裏面10Bの側に位置する熱電変換素子22の第1端部22Hとに電気的に接続される。例えば、電極41の少なくとも一部は、絶縁層12の開口部12aから露出する。開口部12aから露出した電極41の少なくとも一部は、第1接合部材61によって熱電変換素子21の第1端部21Hに電気的に接続される。また、電極41の少なくとも一部は、基板11の開口部11aから露出する。開口部11aから露出した電極41の少なくとも一部は、第1接合部材62によって熱電変換素子22の第1端部22Hに電気的に接続される。電極41の第2方向A2における位置は、熱電変換素子21の第2方向A2における位置及び熱電変換素子22の第2方向A2における位置に応じて、適宜設定されてよい。
 電極42は、表面10Aの側に位置する熱電変換素子23の第1端部23Hと、裏面10Bの側に位置する熱電変換素子24の第1端部24Hとに電気的に接続される。例えば、電極42の少なくとも一部は、絶縁層12の開口部12bから露出する。開口部12bから露出した電極42の少なくとも一部は、第1接合部材63によって熱電変換素子23の第1端部23Hに電気的に接続される。また、電極42の少なくとも一部は、基板11の開口部11bから露出する。開口部11bから露出した電極42の少なくとも一部は、第1接合部材64によって熱電変換素子24の第1端部24Hに電気的に接続される。電極42の第2方向A2における位置は、熱電変換素子23の第2方向A2における位置及び熱電変換素子24の第2方向A2における位置に応じて、適宜設定されてよい。
 電極43は、表面10Aの側に位置する熱電変換素子25の第1端部25Hと、裏面10Bの側に位置する熱電変換素子26の第1端部26Hとに電気的に接続される。例えば、電極43の少なくとも一部は、絶縁層12の開口部12cから露出する。開口部12cから露出した電極43の少なくとも一部は、第1接合部材65によって熱電変換素子25の第1端部25Hに電気的に接続される。また、電極43の少なくとも一部は、基板11の開口部11cから露出する。開口部11cから露出した電極43の少なくとも一部は、第1接合部材66によって熱電変換素子26の第1端部26Hに電気的に接続される。電極43の第2方向A2における位置は、熱電変換素子25の第2方向A2における位置及び熱電変換素子26の第2方向A2における位置に応じて、適宜設定されてよい。
 電極44は、表面10Aの側に位置する熱電変換素子27の第1端部27Hと、裏面10Bの側に位置する熱電変換素子28の第1端部28Hとに電気的に接続される。例えば、電極44の少なくとも一部は、絶縁層12の開口部12dから露出する。開口部12dから露出した電極44の少なくとも一部は、第1接合部材67によって熱電変換素子27の第1端部27Hに電気的に接続される。また、電極44の少なくとも一部は、基板11の開口部11dから露出する。開口部11dから露出した電極44の少なくとも一部は、第1接合部材68によって熱電変換素子28の第1端部28Hに電気的に接続される。電極44の第2方向A2における位置は、熱電変換素子27の第2方向A2における位置及び熱電変換素子28の第2方向A2における位置に応じて、適宜設定されてよい。
 電極50は、導電性を有する。電極50を形成するための導電性材料としては、特に限定されることなく、銅又はアルミニウム等の任意の金属を用いることができる。
 図3に示すように、電極50は、シート基板10の中に例えば基板11の表面11Aに位置してよい。電極51~53は、第1電極31と第2電極32との間において、隙間を空けて第2方向A2に沿って並んでよい。当該隙間の幅は、第2方向A2に隣り合う2つの電極50間の絶縁を確保できれば、任意であってよい。
 電極50は、シート基板10の表面10Aの側に位置する熱電変換素子20の第2端部20Lと、シート基板10の裏面10Bの側に位置する熱電変換素子20の第2端部20Lとに電気的に接続される。
 電極51は、表面10Aの側に位置する熱電変換素子22の第2端部22Lと、裏面10Bの側に位置する熱電変換素子23の第2端部23Lとに電気的に接続される。例えば、電極51の少なくとも一部は、基板11の開口部11eから露出する。開口部11eから露出した第2電極の少なくとも一部は、第2接合部材72によって熱電変換素子22の第2端部22Lに電気的に接続される。また、電極51の少なくとも一部は、絶縁層12の開口部12fから露出する。開口部12fから露出した電極51の少なくとも一部は、第2接合部材73によって熱電変換素子23の第2端部23Lに電気的に接続される。電極51の第2方向A2における位置は、熱電変換素子22の第2方向A2における位置及び熱電変換素子23の第2方向A2における位置に応じて、適宜設定されてよい。
 電極52は、表面10Aの側に位置する熱電変換素子24の第2端部24Lと、裏面10Bの側に位置する熱電変換素子25の第2端部25Lとに電気的に接続される。例えば、電極52は、基板11の開口部11fから露出する。開口部11fから露出した電極52の少なくとも一部は、第2接合部材74によって熱電変換素子24の第2端部24Lに電気的に接続される。また、電極52の少なくとも一部は、絶縁層12の開口部12gから露出する。開口部12gから露出した電極52の少なくとも一部は、第2接合部材75によって熱電変換素子25の第2端部25Lに電気的に接続される。電極51の第2方向A2における位置は、熱電変換素子24の第2方向A2における位置及び熱電変換素子25の第2方向A2における位置に応じて、適宜設定されてよい。
 電極53は、表面10Aの側に位置する熱電変換素子26の第2端部26Lと、裏面10Bの側に位置する熱電変換素子27の第2端部27Lとに電気的に接続される。例えば、電極53の少なくとも一部は、基板11の開口部11gから露出する。開口部11gから露出した電極53の少なくとも一部は、第2接合部材76によって熱電変換素子26の第2端部26Lに電気的に接続される。また、電極53の少なくとも一部は、絶縁層12の開口部12hから露出する。開口部12hから露出した電極53の少なくとも一部は、第2接合部材77によって熱電変換素子27の第2端部27Lに電気的に接続される。
 第1接合部材60は、導電性を有する。第1接合部材60は、銀ペースト又ははんだ等の任意の部材で形成されていてよい。
 第1接合部材61は、電極41と、シート基板10の表面10Aの側に位置する熱電変換素子21の第1端部21Hとを電気的に接続する。例えば、図2に示すように、第1接合部材61の少なくとも一部は、絶縁層12の開口部12aの中に位置する。第1接合部材61は、開口部12aを介して電極41と熱電変換素子21の第1端部21Hとを電気的に接続する。図1に示すように、第1接合部材61は、開口部12aから熱電変換素子21の第1端部21Hまで延びてよい。
 第1接合部材62は、電極41と、シート基板10の裏面10Bの側に位置する熱電変換素子22の第1端部22Hとを電気的に接続する。例えば、図2に示すように、第1接合部材62の少なくとも一部は、基板11の開口部11aの中に位置する。第1接合部材62は、開口部11aを介して電極41と熱電変換素子22の第1端部22Hとを電気的に接続する。図1に示すように、第1接合部材62は、開口部11aから熱電変換素子22の第1端部22Hまで延びてよい。
 第1接合部材63は、電極42と、シート基板10の表面10Aの側に位置する熱電変換素子23の第1端部22Hとを電気的に接続する。例えば、図2に示すように、第1接合部材63の少なくとも一部は、絶縁層12の開口部12bの中に位置する。第1接合部材63は、開口部12aを介して電極42と熱電変換素子23の第1端部23Hとを電気的に接続する。図1に示すように、第1接合部材63は、開口部12aから熱電変換素子23の第1端部23Hまで延びてよい。
 第1接合部材64は、電極42と、シート基板10の裏面10Bの側に位置する熱電変換素子24の第1端部24Hとを電気的に接続する。例えば、図2に示すように、第1接合部材64の少なくとも一部は、基板11の開口部11bの中に位置する。第1接合部材64は、開口部11bを介して電極42と熱電変換素子24の第1端部24Hとを電気的に接続する。図1に示すように、第1接合部材64は、開口部11aから熱電変換素子24の第1端部24Hまで延びてよい。
 第1接合部材65は、電極43と、シート基板10の表面10Aの側に位置する熱電変換素子25の第1端部25Hとを電気的に接続する。例えば、図2に示すように、第1接合部材65の少なくとも一部は、絶縁層12の開口部12cの中に位置する。第1接合部材64は、開口部12cを介して電極43と熱電変換素子25の第1端部25Hとを電気的に接続する。図1に示すように、第1接合部材65は、開口部12cから熱電変換素子25の第1端部25Hまで延びてよい。
 第1接合部材66は、電極43と、シート基板10の裏面10Bの側に位置する熱電変換素子26の第1端部26Hとを電気的に接続する。例えば、図2に示すように、第1接合部材65の少なくとも一部は、基板11の開口部11cの中に位置する。第1接合部材65は、開口部11cを介して電極43と熱電変換素子26の第1端部26Hとを電気的に接続する。図1に示すように、第1接合部材66は、開口部11cから熱電変換素子26の第1端部26Hまで延びてよい。
 第1接合部材67は、電極44と、シート基板10の表面10Aの側に位置する熱電変換素子27の第1端部27Hとを電気的に接続する。例えば、図2に示すように、第1接合部材67の少なくとも一部は、絶縁層12の開口部12dの中に位置する。第1接合部材67は、開口部12dを介して電極44と熱電変換素子27の第1端部27Hとを電気的に接続する。図1に示すように、第1接合部材67は、開口部12dから熱電変換素子27の第1端部27Hまで延びてよい。
 第1接合部材68は、電極44と、シート基板10の裏面10Bの側に位置する熱電変換素子28の第1端部28Hとを電気的に接続する。例えば、図2に示すように、第1接合部材68の少なくとも一部は、基板11の開口部11dの中に位置する。第1接合部材68は、開口部11dを介して電極44と熱電変換素子28の第1端部28Hとを電気的に接続する。図1に示すように、第1接合部材68は、開口部11dから熱電変換素子28の第1端部28Hまで延びてよい。
 第2接合部材70は、導電性を有する。第2接合部材70は、銀ペースト又ははんだ等の任意の部材で形成されていてよい。
 第2接合部材71は、第1電極31と、シート基板10の表面10Aの側に位置する熱電変換素子21の第2端部21Lとを電気的に接続する。例えば、図3に示すように、第2接合部材71の少なくとも一部は、絶縁層12の開口部12eの中に位置する。第2接合部材71は、開口部12eを介して第1電極31と熱電変換素子21の第2端部21Lとを電気的に接続する。図1に示すように、第2接合部材71は、開口部12eから熱電変換素子21の第2端部21Lまで延びてよい。
 第2接合部材72は、電極51と、シート基板10の裏面10Bの側に位置する熱電変換素子22の第2端部22Lとを電気的に接続する。例えば、図3に示すように、第2接合部材72の少なくとも一部は、基板11の開口部11eの中に位置する。第2接合部材72は、開口部11eを介して電極51と熱電変換素子22の第2端部22Lとを電気的に接続する。図1に示すように、第2接合部材72は、開口部11eから熱電変換素子22の第2端部22Lまで延びてよい。
 第2接合部材73は、電極51と、シート基板10の表面10Aの側に位置する熱電変換素子23の第2端部23Lとを電気的に接続する。例えば、図3に示すように、第2接合部材73の少なくとも一部は、絶縁層12の開口部12fの中に位置する。第2接合部材73は、開口部12fを介して電極51と熱電変換素子23の第2端部23Lとを電気的に接続する。図1に示すように、第2接合部材73は、開口部12fから熱電変換素子23の第2端部23Lまで延びてよい。
 第2接合部材74は、電極52と、シート基板10の裏面10Bの側に位置する熱電変換素子24の第2端部24Lとを電気的に接続する。例えば、図3に示すように、第2接合部材74の少なくとも一部は、基板11の開口部11fの中に位置する。第2接合部材74は、開口部11fを介して電極52と熱電変換素子24の第2端部24Lとを電気的に接続する。図1に示すように、第2接合部材74は、開口部11fから熱電変換素子24の第2端部24Lまで延びてよい。
 第2接合部材75は、電極52と、シート基板10の表面10Aの側に位置する熱電変換素子25の第2端部25Lとを電気的に接続する。例えば、図3に示すように、第2接合部材75の少なくとも一部は、絶縁層12の開口部12gの中に位置する。第2接合部材75は、開口部12gを介して電極52と熱電変換素子25の第2端部25Lとを電気的に接続する。図1に示すように、第2接合部材75は、開口部12gから熱電変換素子25の第2端部25Lまで延びてよい。
 第2接合部材76は、電極53と、シート基板10の裏面10Bの側に位置する熱電変換素子26の第2端部26Lとを電気的に接続する。例えば、図3に示すように、第2接合部材76の少なくとも一部は、基板11の開口部11gの中に位置する。第2接合部材76は、開口部11gを介して電極53と熱電変換素子26の第2端部26Lとを電気的に接続する。図1に示すように、第2接合部材76は、開口部11gから熱電変換素子26の第2端部26Lまで延びてよい。
 第2接合部材77は、電極53と、シート基板10の表面10Aの側に位置する熱電変換素子27の第2端部27Lとを電気的に接続する。例えば、図3に示すように、第2接合部材77の少なくとも一部は、絶縁層12の開口部12hの中に位置する。第2接合部材77は、開口部12hを介して電極53と熱電変換素子27の第2端部27Lとを電気的に接続する。図1に示すように、第2接合部材77は、開口部12hから熱電変換素子27の第2端部27Lまで延びてよい。
 第2接合部材78は、第2電極32と、シート基板10の裏面10Bの側に位置する熱電変換素子28の第2端部28Lとを電気的に接続する。例えば、図3に示すように、第2接合部材78の少なくとも一部は、基板11の開口部11hの中に位置する。第2接合部材78は、開口部11hを介して第2電極32と熱電変換素子28の第2端部28Lとを電気的に接続する。図1に示すように、第2接合部材78は、開口部11hから熱電変換素子28の第2端部28Lまで延びてよい。
 このように熱電変換モジュール1では、シート基板10の表面10A及び裏面10Bの両面に熱電変換素子20が位置する。このような構成により、熱電変換モジュール1における熱電変換素子20の密度が高められつつ、熱電変換モジュール1が小型化され得る。よって、本実施形態によれば、発電電力を高めつつ、小型化された熱電変換モジュール1が提供され得る。
 (第1実施形態の変形例)
 図5は、本発明の第1実施形態の変形例に係る熱電変換モジュール101の外観図である。図6は、図5に示すL3-L3線に沿った熱電変換モジュール101の断面図である。図7は、図5に示すL4-L4線に沿った熱電変換モジュール101の断面図である。
 変形例に係る熱電変換モジュール101では、第3方向A3から見た際、シート基板10の表面10Aの側に位置する熱電変換素子20の全体と、シート基板10の裏面10Bの側に位置する熱電変換素子20の全体とが重なる。このような構成により、熱電変換モジュール101における熱電変換素子20の密度がより高められつつ、熱電変換モジュール101が小型化され得る。
 変形例では、図6に示すように、第3方向A3から見た際、絶縁層12の開口部12a~12dの各々の位置と、基板11の開口部11a~11dの各々の位置とは、同じであってよい。また、第3方向A3から見た際、第1接合部材61,63,65,67の各々の位置と、第2接合部材71,73,75,77の各々の位置とは、同じであってよい。
 第1実施形態の変形例に係る熱電変換モジュール101のその他の構成及び効果は、第1実施形態に係る熱電変換モジュール1と同様である。
 (熱電変換モジュールの製造方法)
 図8は、図1に示す熱電変換モジュール1の製造方法を示すフローチャートである。熱電変換モジュール1の製造方法は、配置工程S10と、形成工程S11,S12,S13,S14,S15,S16と、接続工程S17とを含む。ただし、本実施形態に係る熱電変換モジュール1の製造方法は、以下に説明する製造方法に限定されない。なお、図11から図14は、図2に示す断面図に相当する。
 <配置工程S10>
 配置工程S10は、図9に示すように、基板11に金属箔33を配置する工程である。金属箔33は、基板11の表面11Aに配置されてよい。金属箔33は、熱伝導性を有する任意の接着剤によって、基板11の表面11Aに接着されてよい。金属箔33は、蒸着、スパッタ又はメッキ法等の任意の成膜方法によって、基板11の表面11Aに形成されてもよい。金属箔33は、後述の形成工程S11等を経て、第1電極31、第2電極32、電極40及び電極50となり得る。金属箔33は、銅又はアルミニウム等の任意の金属箔であってよい。
 <形成工程S11>
 形成工程S11(電極層形成工程)は、金属箔33をパターニングすることにより、図10に示すような電極層34を形成する工程である。金属箔33のパターニングには、公知のフォトリソグラフィ等が用いられてよい。電極層34は、第1電極31と、第2電極32と、電極40と、電極50とを有する。本実施形態では、電極層34は、基板11における表面11Aの上のみに形成される。ただし、電極層34は、基板11の表面11A及び裏面11Bの少なくとも一方の面上に形成されればよい。
 <形成工程S12>
 形成工程S12は、図11に示すように基板11の開口部11a,11b,11c,11dを形成し、図3に示すような基板11の開口部11e,11f,11g,11hを形成する工程である。任意の加熱レーザによって、開口部11a~11hが形成されてよい。
 <形成工程S13>
 形成工程S13(絶縁層形成工程)は、図12に示すように、基板11に形成された電極層34の上に絶縁層12を形成する工程である。絶縁層12は、基板11及び電極層34の上に形成されてよい。形成工程S13では、電極層34に絶縁材料を塗布することにより、絶縁層12が形成されてよい。シート基板10は、基板11及び絶縁層12を備えて構成される。
 <形成工程S14>
 形成工程S14は、図13に示すように絶縁層12の開口部12a,12b,12c,12dを形成し、図3に示すような絶縁層12の開口部12e,12f,12g,12hを形成する工程である。任意の加熱レーザによって、開口部12a~12hが形成されてよい。
 <形成工程S15>
 形成工程S15(素子形成工程)は、絶縁層12の上、及び、基板11において電極層34が形成されない面上に、熱電変換素子層を形成する工程である。形成工程S15は、シート基板10の表面10A及び裏面10Bの各々に熱電変換素子層を形成する工程であってよい。熱電変換素子層は、CNTを含んで形成されている層である。熱電変換素子層は、後述の形成工程S16等を経た後、熱電変換素子20になり得る。上述のように、熱電変換素子20を形成するための熱電変換材料にCNTを用いると、熱電変換モジュール1の機械的強度をさらに向上させるとともに、軽量化することができる。熱電変換素子層がCNTを含んで形成されていることにより、機械的強度をさらに向上させるとともに、軽量化された熱電変換モジュール1が製造され得る。
 本実施形態では、熱電変換素子層は、図14に示すようなCNTシート29P及びCNTシート29N(カーボンナノチューブシート)であるものとする。CNTシート29P,29Nは、CNTを含んで形成されている。本実施形態では、形成工程S15は、CNTシート29Pをシート基板10の表面10A例えば絶縁層12の表面12Aに配置し、CNTシート29Nをシート基板10の裏面10B例えば基板11の裏面11Bに配置する工程となる。
 CNTシート29Pは、p型のCNTシートである。CNTシート29Pは、エポキシ樹脂等の任意の接着シートによって、シート基板10の表面10Aに接着されてよい。CNTシート29Pは、後述の形成工程S16等を経た後、熱電変換素子21,23,25,27になり得る。
 CNTシート29Nは、n型のCNTシートである。CNTシート29Nは、エポキシ樹脂等の任意の接着シートによって、シート基板10の裏面10Bに接着されてよい。CNTシート29Nは、後述の形成工程S16等を経た後、熱電変換素子22,24,26,28になり得る。
 以下、CNTシート29PとCNTシート29Nとを特に区別しない場合、これらは、まとめて「CNTシート29」とも記載される。
 CNTシート29の第3方向A3における厚さは、50[μm]程度であってよい。CNTシート29の厚さが50[μm]程度になることにより、熱電変換素子20の電気的特性が発揮され得る。例えば、熱電変換素子20の電気的特性として熱電変換素子20の発電量が、ある程度確保され得る。
 なお、形成工程S15では、CNTシート29の代わりに、CNTの分散液を用いた塗布法によって形成されたCNTの塗布膜が、絶縁層12又は基板11に配置されてもよい。ただし、CNTの塗布膜では、CNTの分散液を乾燥させる過程でCNTが凝集することにより、CNTの塗布膜の導電性が低下したり、CNTの塗布膜の自立性が低下したりするといった問題が生じ得る。また、塗布法によって厚さが50[μm]のCNTの塗布膜を生成するためには、CNTの分散液にバインダを入れることが求められる。しかしながら、CNTの分散液にバインダを入れると、結果的にCNTの塗布膜の導電性が低下するといった問題が生じ得る。このような問題は、形成工程S15においてCNTシート29を用いることにより、解決され得る。
 CNTシート29としては、特に限定されることなく、特願2018-065290号に記載のものを用いることができる。CNTシート29は、複数本の単層CNTが絡み合ってなるバンドルを含んでよい。当該バンドルの太さは、1[μm]以下であってよい。当該バンドルの太さが1[μm]以下となることにより、後述の形成工程S16におけるレーザによる熱電変換素子20の切断面の毛羽立ちが低減され得る。熱電変換素子20の毛羽立ちが低減されることにより、熱電変換素子20の毛羽立ちに起因する短絡が生じることが抑制され得る。
 形成工程S15では、CNTシート29の状態に応じては、後述の形成工程S16におけるレーザによるダメージを低減させるために、CNTシート29にカバーとなるシートが配置されてもよいし、又はCNTシート29に樹脂材料が塗布されてもよい。
 <形成工程S16>
 形成工程S16(熱電変換素子形成工程)は、熱電変換素子層すなわちCNTシート29を第1方向A1に沿って切断し、第2方向A2に並ぶ複数の熱電変換素子20を形成する工程である。CNTシート29を第1方向A1に沿って切断することにより、図15に示すような隙間s1が形成される。隙間s1によって第2方向A2に隣り合う2つの熱電変換素子20が区画され得る。
 形成工程S16は、レーザを用いて実施されてよい。形成工程S16では、レーザによってCNTシート29P,29Nの各々が第1方向A1に沿って切断されてよい。レーザは、第3方向A3側からCNTシート29Pに向けて照射されてよい。また、レーザは、第3方向A3の反対方向側からCNTシート29Nに向けて照射されてよい。レーザによってCNTシート29が第1方向A1に沿って切断されることにより、図15に示すような隙間s1が形成され得る。
 形成工程S16では、UV(Ultra Violet)レーザ若しくはナノ秒レーザ又はフェムト秒レーザによって、CNTシート29が第1方向A1に沿って切断されてよい。ただし、形成工程S16に用いられるレーザは、これらのレーザに限定されない。形成工程S16では、第3方向A3側からCNTシート29Pに向けて照射した場合にCNTシートPのみを切断可能な、及び第3方向A3の反対方向側からCNTシート29Nに向けて照射した場合にCNTシートNのみを切断可能な、任意のレーザが用いられてよい。出力が5[W]のUVレーザが用いられる場合、当該UVレーザは、CNTシート29の隙間s1に対応する箇所を第1方向A1に沿って十回から数十回程度スキャンしてよい。
 ここで、CNTシート29の面内方向の熱伝導率は、CNTシート29の厚み方向の熱伝導率の100倍程度となり得る。例えば、CNTシート29の第2方向A2における熱伝導率は、CNTシート29の第3方向A3における熱伝導率の100倍程度となり得る。そのため、形成工程S16においてYAG(Yttrium Aluminum Garnet)レーザ等の加熱レーザを用いると、当該加熱レーザによってCNTシート29を第1方向A1に沿って切断していく際に、隙間s1が第2方向A2において広がってしまう場合がある。例えば、CNTシート29の第3方向A3における厚さが50[μm]程度である場合に形成工程S16にて加熱レーザを用いると、隙間s1が第2方向A2において5mm程度広がってしまう場合がある。
 これに対し、形成工程S16にてUVレーザ若しくはナノ秒レーザ又はフェムト秒レーザ等のレーザを用いると、レーザによる熱の発生が低減され得る。形成工程S16にてレーザによる熱の発生が低減されることにより、隙間s1が第2方向A2において広がることが抑制され得る。隙間s1が第2方向A2において広がることが抑制されることにより、熱電変換モジュール1における熱電変換素子20の密度が高められ得る。熱電変換モジュール1における熱電変換素子20の密度が高まることにより、熱電変換モジュール1が小型化され得る。
 さらに、UVレーザのスポット径は、他のレーザのスポット径よりも、小さくなり得る。例えば、UVレーザのスポット径は、8[μm]程度になり得る。UVレーザのスポット径が小さいことにより、CNTシート29へのUVレーザの焦点が絞られ得る。形成工程S16にてUVレーザを用いる場合、CNTシート29へのUVレーザの焦点が絞られ、さらにUVレーザによる熱の発生が低減されることにより、CNTシート29のパターニングの加工精度が向上され得る。例えば、隙間s1の第2方向A2における幅が0.05[mm]から0.1[mm]程度になり得る。CNTシート29のパターニングの加工精度が向上されることにより、熱電変換モジュール1における熱電変換素子20の密度がより高められ、熱電変換モジュール1がより小型化され得る。
 形成工程S16にレーザを用いることにより、レーザによるCNTシート29のパターニングがコンピュータ制御により実施可能になる。このような構成により、形成工程S16が簡便になり得る。
 <接続工程S17>
 接続工程S17は、複数の熱電変換素子20の全てが電気的に直列接続されるように、各熱電変換素子20の端部すなわち第1端部20H又は第2端部20Lを接続部30によって電気的に接続する工程である。
 本実施形態に係る接続工程S17は、銀ペーストを塗布する工程である。
 接続工程S17において、図1に示すような絶縁層12の開口部12a~12dの各々から、熱電変換素子21の第1端部21H、熱電変換素子23の第1端部23H、熱電変換素子25の第1端部25H及び熱電変換素子27の第1端部27Hの各々まで、第1方向A1に沿って銀ペーストが塗布される。この銀ペーストの一部は、開口部12a~12dの各々に充填されて電極41~44の各々に電気的に接続される。これらの銀ペーストは、乾燥後、第1接合部材61,63,65,67となり得る。
 接続工程S17において、図1に示すような基板11の開口部11a~11dの各々から、熱電変換素子22の第1端部22H、熱電変換素子24の第1端部24H、熱電変換素子26の第1端部26H及び熱電変換素子28の第1端部28Hの各々まで、第1方向A1に沿って銀ペーストが塗布される。この銀ペーストの一部は、開口部11a~11dに充填されて電極41~44の各々に電気的に接続される。これらの銀ペーストは、乾燥後、第1接合部材62,64,66,68となり得る。
 接続工程S17において、図1に示すような絶縁層12の開口部12eから熱電変換素子21の第2端部21Lまで第1方向A1に沿って銀ペーストが塗布される。この銀ペーストの一部は、開口部12eに充填されて第1電極31に電気的に接続される。この銀ペーストは、乾燥後、第2接合部材71となり得る。
 接続工程S17において、図1に示すような絶縁層12の開口部12f,12gの各々から、熱電変換素子23の第2端部23L及び熱電変換素子25の第2端部25Lの各々まで、第1方向A1に沿って銀ペーストが塗布される。これらの銀ペーストの一部は、開口部12f,12gの各々に充填されて電極51,52の各々に電気的に接続される。これらの銀ペーストは、乾燥後、第2接合部材73,75となり得る。
 接続工程S17において、図1に示すような基板11の開口部11e~11gの各々から、熱電変換素子22の第2端部22L、熱電変換素子24の第2端部24L、熱電変換素子26の第2端部26Lの各々まで、第1方向A1に沿って銀ペーストが塗布される。これらの銀ペーストの一部は、開口部11e~11gの各々に充填されて電極51~53の各々に電気的に接続される。これらの銀ペーストは、乾燥後、第2接合部材72,74,76となり得る。
 接続工程S17において、図1に示すような基板11の開口部11hから、熱電変換素子28の第2端部28Lまで、第1方向A1に沿って銀ペーストが塗布される。この銀ペーストの一部は、開口部11hに充填されて第2電極32に電気的に接続される。この銀ペーストは、乾燥後、第2接合部材78となり得る。
 このように本実施形態に係る熱電変換モジュール1の製造方法では、形成工程S16において、UVレーザ若しくはナノ秒レーザ又はフェムト秒レーザによって、CNTシート29が第1方向A1に沿って切断され得る。このような構成により、上述のように、図15に示すような隙間s1が第2方向A2において広がることが抑制され得る。隙間s1が第2方向A2において広がることが抑制されることにより、熱電変換モジュール1における熱電変換素子20の密度が高められ、熱電変換モジュール1が小型化され得る。
 なお、第1実施形態に係る熱電変換モジュール1は、基板11の表面11Aにのみ電極層34を備えるものとして説明した。また、シート基板10の表面10Aの側に位置する熱電変換素子20は、基板11、電極層34及び絶縁層12を介して、シート基板10の裏面10Bの側に位置する熱電変換素子20と電気的に接続されるものとして説明した。ただし、熱電変換モジュール1は、基板11の表面11A及び裏面11Bの両面に電極層34を備えてもよい。この場合、熱電変換モジュール1は、基板11の表面11A及び裏面11Bの両面の電極層34の各々の上に絶縁層12を備えてよい。この場合、シート基板10の表面10Aの側に位置する熱電変換素子20は、絶縁層12、電極層34、基板11、電極層34、絶縁層12を介して、シート基板10の裏面10Bの側に位置する熱電変換素子20と電気的に接続されてよい。
 (第2実施形態)
 図16は、本発明の第2実施形態に係る熱電変換モジュール201の外観図である。図17は、図16に示すL5-L5線に沿った熱電変換モジュール201の断面図である。図18は、図16に示すL6-L6線に沿った熱電変換モジュール201の断面図である。図19は、図14に示す電極層234を示す図である。図19に示す構成は、後述の電極層234の形成工程S11を実施した後の構成に対応する。図20は、図16に示す熱電変換モジュール101における電流経路を示す図である。
 熱電変換モジュール201は、第1実施形態と同様に、熱源2に配置可能である。熱電変換モジュール201は、後述のシート基板210に、第1縁部201Hと、第2縁部201Lとを有する。第1縁部201Hと、第2縁部201Lとは、対向する。第1縁部201Hは、図1に示すような第1縁部1Hと同様に、熱電変換モジュール201が熱源2に配置された際に、熱源2の近くに位置し得る。第2縁部201Lは、図1に示すような第2縁部1Lと同様に、熱電変換モジュール201が熱源2に配置された際に、熱源2から離れて位置し得る。
 第1縁部201H付近の温度は、図1に示すような第1縁部1Hと同様に、第2縁部201L付近の温度よりも高温になり得る。換言すると、第2縁部201L付近の温度は、第1縁部201H付近の温度よりも低温になり得る。
 第2実施形態でも、第1実施形態と同様に、第1方向A1、第2方向A2及び第3方向A3が採用され得る。第2実施形態では、第1方向A1は、第1縁部201Hと第2縁部201Lとが対向する方向である。第1方向A1は、第2縁部201Lから第1縁部201Hに向かう方向であるものとする。また、本実施形態では、第3方向A3は、図16の紙面奥側から紙面手前側に向かう方向であるものとする。
 図16に示すように、第3方向A3から見た熱電変換モジュール201の形状は、長方形状等の四角形状である。ただし、第3方向A3から見た熱電変換モジュール201の形状は、扇形状等の任意の形状であってよい。熱電変換モジュール201は、シート基板210と、熱電変換素子221,222,223,224,225,226,227,228とを備える。図17及び図18に示すように、熱電変換モジュール201は、接続部230と、第1電極251と、第2電極248とを備える。図17及び図18に示すように、接続部230は、電極241,242,243,244,245,246,247と、電極252,253,254,255,256,257,258と、第1接合部材261,262,263,264,265,266,267,268と、第2接合部材271,272,273,274,275,276,277,278と、配線281,282,283,284,285,286,287とを有する。
 以下、熱電変換素子221~228の各々を特に区別しない場合、これらは、まとめて「熱電変換素子220」とも記載される。図13には、8つの熱電変換素子220を備える熱電変換モジュール201が示されている。ただし、熱電変換モジュール201が備える熱電変換素子220の数は、任意の数であってよい。
 以下、電極241~247の各々及び第2電極248を特に区別しない場合、これらは、まとめて「電極240」とも記載される。また、第1電極251及び電極252~258の各々を特に区別しない場合、これらは、まとめて「電極250」とも記載される。また、配線281~287の各々を特に区別しない場合、これらは、まとめて「配線280」とも記載される。図19には、8つの電極240と、8つの電極250と、7つの配線280とを有する接続部230が示されている。ただし、接続部230が有する電極240の数、電極250の数及び配線280の数は、熱電変換モジュール201が備える熱電変換素子220の数に応じたものであってよい。
 以下、第1接合部材261~268の各々を特に区別しない場合、これらは、まとめて「第1接合部材260」とも記載される。また、第2接合部材271~278の各々を特に区別しない場合、これらは、まとめて「第2接合部材270」とも記載される。図16には、8つの第1接合部材260及び8つの第2接合部材270を備える熱電変換モジュール201が示されている。ただし、熱電変換モジュール201が備える第1接合部材260の数及び第2接合部材270の数は、熱電変換モジュール201が備える熱電変換素子220の数に応じたものであってよい。
 シート基板210は、絶縁性を有する。シート基板210は、可撓性を有してよい。シート基板210を形成するための材料には、特に限定されることなく、任意の絶縁材料を用いることができる。第3方向A3から見たシート基板210の形状は、長方形状等の四四角形状である。ただし、第3方向A3から見たシート基板210の形状は、扇形状等の任意の形状であってよい。シート基板210は、第1方向A1及び第2方向A2を含む面と平行であってよい。
 シート基板210は、上述の第1縁部201Hと、上述の第2縁部201Lとを有する。図17に示すように、シート基板210は、表面210Aと、裏面210Bとを有する。表面210Aと裏面210Bとは、対向する。表面210Aは、シート基板210の面のうち、第3方向A3を向く面である。裏面210Bは、シート基板210の面のうち、第3方向A3の反対方向を向く面である。
 図17に示すように、シート基板210は、基板211と、絶縁層212とを有する。
 基板211は、絶縁性を有する。基板211は、可撓性を有してよい。基板211の材料は、図2に示すような基板11の材料と同じであってよい。第3方向A3から見た基板11の形状は、長方形状等の四角形状である。ただし、第3方向A3から見た基板11の形状は、扇形状等の任意の形状であってよい。基板211は、第1方向A1及び第2方向A2を含む面と平行であってよい。
 基板211は、表面211Aと、裏面211Bとを有する。表面211Aと、裏面211Bとは、対向する。表面211Aは、基板211の面のうち、第3方向A3を向く面である。裏面211Bは、基板211の面のうち、第3方向A3の反対方向を向く面である。裏面211Bは、シート基板210の裏面210Bに対応してよい。
 図17に示すように、基板211は、開口部211a,211b,211c,211dを有する。図16に示すように、第3方向A3から見た開口部211a~211dの各々の位置は、電極242,244,246及び第2電極248の位置に対応してよい。図18に示すように、基板211は、開口部211e,211f,211g,211hを有する。図16に示すように、第3方向A3から見た開口部211e~211hの各々の位置は、電極252,254,256,258の各々の位置に対応してよい。第3方向A3から見た開口部211a~211hの形状は、円形状である。ただし、開口部211a~211hの形状は、任意の形状であってよい。
 絶縁層212は、絶縁性を有する。絶縁層212は、可撓性を有してよい。絶縁層212の材料は、図2に示すような絶縁層12の材料と同じであってよい。第3方向A3から見た絶縁層212の形状は、長方形状等の四角形状である。ただし、第3方向A3から見た絶縁層212の形状は、扇形状等の任意の形状であってよい。絶縁層212は、第1方向A1及び第2方向A2を含む面と平行であってよい。
 絶縁層212は、表面212Aと、裏面212Bとを有する。表面212Aと、裏面212Bとは、対向する。表面212Aは、絶縁層212の面のうち、第3方向A3を向く面である。表面212Aは、シート基板210の表面210Aに対応してよい。裏面212Bは、絶縁層212の面のうち、第3方向A3の反対方向を向く面である。
 図17に示すように、絶縁層212は、開口部212a,212b,212c,212dを有する。図16に示すように、第3方向A3から見た開口部212a~212dの各々の位置は、電極241,243,245,247の各々の位置に対応してよい。図18に示すように、絶縁層212は、開口部212e,212f,212g,212hを有する。図16に示すように、第3方向A3から見た開口部212e~212hの各々の位置は、第1電極251及び電極253,255,257の各々の位置に対応してよい。第3方向A3から見た開口部212a~212hの形状は、円形状である。ただし、開口部212a~212hの形状は、任意の形状であってよい。
 熱電変換素子221~228の全ては、p型熱電変換素子である。つまり、後述のようにシート基板210の表面210A及び裏面210Bの両面に位置する熱電変換素子220において、表面210Aの側に位置する熱電変換素子220及び裏面210Bの側に位置する熱電変換素子220の全てがp型熱電変換素子である。ただし、熱電変換素子221~228の全ては、n型熱電変換素子であってもよい。熱電変換素子220を形成するための熱電変換材料としては、特に限定されることなく、第1実施形態にて上述した熱電変換材料を用いることができる。ここで、熱電変換素子220を形成する熱電変換材料によっては、p型熱電変換素子及びn型熱電変換素子の一方が他方よりも耐久性が高くなる場合がある。熱電変換モジュール201が備える複数の熱電変換素子220の全てがp型熱電変換素子であるか、又はn型熱電変換素子であることにより、熱電変換モジュール201は、耐久性に優れたものとなり得る。
 熱電変換素子221~228の全ては、第1実施形態にて上述したように、CNTを含んで形成されていてよい。熱電変換材料が有機材料である場合、大気中の酸素及び水分等によって熱電変換素子220が酸化することが熱電変換素子220の特性劣化の主要因となる場合がある。この場合、n型熱電変換素子の方がp型熱電変換素子よりも大気中の酸素及び水分等による酸化の影響を受けやすいため、p型熱電変換素子の方がn型熱電変換素子よりも、耐久性が高くなり得る。例えば熱電変換材料が有機材料である場合、熱電変換モジュール201が備える複数の熱電変換素子220の全てがp型熱電変換素子であることにより、熱電変換モジュール201は、耐久性に優れたものとなり得る。
 熱電変換素子220は、第1方向A1に沿って延びる。第3方向A3から見た熱電変換素子220の形状は、長方形状等の長尺状である。ただし、第3方向A3から見た熱電変換素子220の形状は、扇形状等の任意の形状であってよい。熱電変換素子220の長手方向は、第1方向A1に沿う。熱電変換素子220の長手方向は、第1方向A1に平行であってよい。熱電変換素子221~228の形状は、同じ形状であってよい。
 熱電変換素子220は、図1に示すような熱電変換素子20と同様に、第1方向A1において第1端部220H及び第2端部220Lを有する。第1端部220Hは、熱電変換モジュール201の第1縁部201Hの方に位置する。第2端部220Lは、熱電変換モジュール201の第2縁部201Lの方に位置する。なお、熱電変換素子221~228の第1端部220Hは、各々、「第1端部221H」、「第1端部222H」、「第1端部223H」、「第1端部224H」、「第1端部225H」、「第1端部226H」、「第1端部227H」、「第1端部228H」とも記載される。また、熱電変換素子221~228の第2端部220Lは、各々、「第2端部221L」、「第2端部222L」、「第2端部223L」、「第2端部224L」、「第2端部225L」、「第2端部226L」、「第2端部227L」、「第2端部228L」とも記載される。なお、図16に示す構成では、第1端部221H~228Hの第1方向A1における位置が異なる。ただし、第1端部221H~228Hの第1方向A1における位置は、同じであってよい。また、図16に示す構成では、第2端部221L~228Lの第1方向A1における位置が異なる。ただし、第2端部221L~228Lの第1方向A1における位置は、同じであってよい。
 熱電変換素子220は、図1に示す熱電変換素子20と同様に、第1端部220Hと第2端部220Lとの間で温度差が生じることにより、発電し得る。
 複数の熱電変換素子220は、後述のように接続部230によって、第1電極251から第2電極248に亘って、熱電変換素子221~228の順番で電気的に直列接続される。このように複数の熱電変換素子220が電気的に直列接続されることにより、複数の熱電変換素子220が発電した際、図20に示すように、熱電変換モジュール201において1本の電流経路が生じ得る。図20において、電流I221,I222,I223,I224,I225,I226,I227,I228の各々は、熱電変換素子221,222,223,224,225,226,227,228の各々を流れる電流である。また、電流I281,282,283,284,285,286,287の各々は、後述の配線281~287の各々を流れる電流である。
 ここで、接続部230によって電気的に直列接続される複数の熱電変換素子220のうちの第1電極251から数えて奇数番目の熱電変換素子220は、シート基板210の表面210Aの側に位置する。本実施形態では、第1電極251から数えて奇数番目の熱電変換素子220は、1番目の熱電変換素子221、3番目の熱電変換素子223、5番目の熱電変換素子225及び7番目の熱電変換素子227となる。つまり、熱電変換素子221,223,225,227がシート基板210の表面210Aの側例えば絶縁層212の表面212Aの側に位置する。熱電変換素子221,223,225,227は、表面210Aにおいて第2方向A2に沿って並ぶ。熱電変換素子221,223,225,227は、第2方向A2に沿って隙間を空けて並んでよい。当該隙間の幅は、第2方向A2に隣り合う2つの熱電変換素子220の間の絶縁を確保できれば、任意であってよい。
 また、接続部230によって電気的に接続される複数の熱電変換素子220のうちの第1電極251から数えて偶数番目の熱電変換素子220は、シート基板210の裏面210Bの側に位置する。本実施形態では、第1電極251から数えて偶数番目の熱電変換素子220は、2番目の熱電変換素子222、2番目の熱電変換素子224、6番目の熱電変換素子226及び8番目の熱電変換素子228となる。つまり、熱電変換素子222,224,226,228がシート基板210の裏面210Bの側例えば基板211の裏面211Bの側に位置する。熱電変換素子222,224,226,228は、裏面210Bにおいて第2方向A2に沿って並ぶ。熱電変換素子222,224,226,228は、第2方向A2に沿って隙間を空けて並んでよい。当該隙間の幅は、第2方向A2に隣り合う2つの熱電変換素子220の間の絶縁を確保できれば、任意であってよい。
 このようにシート基板210の表面210A及び裏面210Bの両面に熱電変換素子220が位置することにより、第1実施形態と同様に、熱電変換モジュール201は、発電電力を高めつつ、小型化され得る。
 図16に示すようにシート基板210を平面視した際すなわち第3方向A3から見た際、シート基板210の表面210Aの側に位置する熱電変換素子220の少なくとも一部は、シート基板210の裏面210Bの側に位置する熱電変換素子220の少なくとも一部に重なってよい。このような構成により、熱電変換モジュール201が小型化され得る。ただし、第3方向A3から見た際、表面210Aの側に位置する熱電変換素子220が裏面210Bの側に位置する熱電変換素子220に重ならなくてもよい。
 熱電変換素子221~228の全ての各々の形状は、第1実施形態にて上述したように、略同寸法の長方形状であってよい。ただし、熱電変換素子221~228の全ての各々の形状は、第1実施形態にて上述したように、略同一寸法の形状であれば、扇形状等の任意の形状であってよい。
 熱電変換素子221~228は、第1実施形態にて上述したように、熱電変換素子221~228の各々の電気抵抗値が略同一となるように、熱電変換素子221~228の各々の第1方向A1に沿う長さ、熱電変換素子221~228の各々の第2方向A2に沿う幅及び熱電変換素子221~228の各々の第3方向A3における厚さを調整して構成されていてよい。
 接続部230は、第1電極251から第2電極248に亘って、複数の熱電変換素子220を、各熱電変換素子220の端部すなわち第1端部220H又は第2端部220Lにて電気的に直列接続する。本実施形態では、接続部230は、第1電極251から第2電極248に亘って熱電変換素子221~228の順番で、複数の熱電変換素子220を電気的に直列接続する。上述のように、接続部230は、電極241~247と、電極252~258と、第1接合部材261~268と、第2接合部材271~278と、配線281~287とを有する。
 電極240は、導電性を有する。電極240を形成するための導電性材料としては、特に限定されることなく、銅又はアルミニウム等の任意の金属を用いることができる。
 電極240は、シート基板210の中に例えば基板211の表面211Aに位置してよい。図16に示すように、電極241~247及び第2電極248は、隙間を空けて第2方向A2に沿って並んでよい。当該隙間は、第2方向A2に隣り合う2つの電極240間の絶縁を確保できれば、任意であってよい。電極240の第2方向A2における位置は、熱電変換素子220の第2方向A2における位置に応じて、適宜設定されてよい。
 電極241は、シート基板210の表面210Aの側に位置する熱電変換素子221の第1端部221Hに電気的に接続される。例えば、図17に示すように、電極241の少なくとも一部は、絶縁層212の開口部212aから露出する。開口部212aから露出した電極241の少なくとも一部は、第1接合部材261によって熱電変換素子221の第1端部221Hに電気的に接続される。
 電極242は、シート基板210の裏面210Bの側に位置する熱電変換素子222の第1端部222Hに電気的に接続される。例えば、図17に示すように、電極242の少なくとも一部は、基板211の開口部211aから露出する。開口部211aから露出した電極242の少なくとも一部は、第1接合部材262によって熱電変換素子222の第1端部222Hに電気的に接続される。
 電極243は、シート基板210の表面210Aの側に位置する熱電変換素子223の第1端部223Hに電気的に接続される。例えば、図17に示すように、電極243の少なくとも一部は、絶縁層212の開口部212bから露出する。開口部212bから露出した電極243の少なくとも一部は、第1接合部材263によって熱電変換素子223の第1端部223Hに電気的に接続される。
 電極244は、シート基板210の裏面210Bの側に位置する熱電変換素子224の第1端部224Hに電気的に接続される。例えば、図17に示すように、電極244の少なくとも一部は、基板211の開口部211bから露出する。開口部211bから露出した電極244の少なくとも一部は、第1接合部材264によって熱電変換素子224の第1端部224Hに電気的に接続される。
 電極245は、シート基板210の表面210Aの側に位置する熱電変換素子225の第1端部225Hに電気的に接続される。例えば、図17に示すように、電極245の少なくとも一部は、絶縁層212の開口部212cから露出する。開口部212cから露出した電極245の少なくとも一部は、第1接合部材265によって熱電変換素子225の第1端部225Hに電気的に接続される。
 電極246は、シート基板210の裏面210Bの側に位置する熱電変換素子226の第1端部226Hに電気的に接続される。例えば、図17に示すように、電極246の少なくとも一部は、基板211の開口部211cから露出する。開口部211cから露出した電極246の少なくとも一部は、第1接合部材266によって熱電変換素子226の第1端部226Hに電気的に接続される。
 電極247は、シート基板210の表面210Aの側に位置する熱電変換素子227の第1端部227Hに電気的に接続される。例えば、図17に示すように、電極247の少なくとも一部は、絶縁層212の開口部212dから露出する。開口部212dから露出した電極247の少なくとも一部は、第1接合部材267によって熱電変換素子227の第1端部227Hに電気的に接続される。
 第2電極248は、熱電変換モジュール201が発電した電力を取り出すための配線が電気的に接続されてよい。第2電極248は、例えば、正極として機能する。第2電極248は、電気的に直列接続される熱電変換素子220の2つの端部のうちの正極となる端部に、電気的に接続される。本実施形態では、第2電極248は、シート基板210の裏面210Bの側に位置する熱電変換素子228の第1端部228Hに電気的に接続される。例えば、図17に示すように、第2電極248の少なくとも一部は、基板211の開口部211dから露出する。開口部211dから露出した第2電極248の少なくとも一部は、第1接合部材268によって熱電変換素子228の第1端部228Hに電気的に接続される。
 電極250は、導電性を有する。電極250を形成するための導電性材料としては、特に限定されることなく、銅又はアルミニウム等の任意の金属を用いることができる。
 電極250は、シート基板210の中に例えば基板211の表面211Aに位置してよい。図16に示すように、第1電極251及び電極250~258は、隙間を空けて第2方向A2に沿って並んでよい。当該隙間の幅は、第2方向A2に隣り合う2つの電極50間の絶縁を確保できれば、任意であってよい。電極250の第2方向A2における位置は、熱電変換素子220の第2方向A2における位置に応じて、適宜設定されてよい。
 第1電極251は、熱電変換モジュール201が発電した電力を取り出すための配線が電気的に接続されてよい。第1電極251は、例えば、負極として機能する。第1電極251は、電気的に直列接続される熱電変換素子220の2つの端部のうちの負極となる端部に、電気的に接続される。本実施形態では、第1電極251は、シート基板210の表面210Aの側に位置する熱電変換素子221の第2端部221Lに電気的に接続される。例えば、図18に示すように、第1電極251の少なくとも一部は、絶縁層212の開口部212eから露出する。開口部212eから露出した第1電極251の少なくとも一部は、第2接合部材271によって熱電変換素子221の第2端部221Lに電気的に接続される。
 電極252は、シート基板210の裏面210Bの側に位置する熱電変換素子222の第2端部222Lに電気的に接続される。例えば、図18に示すように、電極252の少なくとも一部は、基板211の開口部211eから露出する。開口部211eから露出した電極252の少なくとも一部は、第2接合部材272によって熱電変換素子222の第2端部222Lに電気的に接続される。
 電極253は、シート基板210の表面210Aの側に位置する熱電変換素子223の第2端部223Lに電気的に接続される。例えば、図18に示すように、電極253の少なくとも一部は、絶縁層212の開口部212fから露出する。開口部212fから露出した電極253の少なくとも一部は、第2接合部材273によって熱電変換素子223の第2端部223Lに電気的に接続される。
 電極254は、シート基板210の裏面210Bの側に位置する熱電変換素子224の第2端部224Lに電気的に接続される。例えば、図18に示すように、電極254の少なくとも一部は、基板211の開口部211fから露出する。開口部211fから露出した電極254の少なくとも一部は、第2接合部材274によって熱電変換素子224の第2端部224Lに電気的に接続される。
 電極255は、シート基板210の表面210Aの側に位置する熱電変換素子225の第2端部225Lに電気的に接続される。例えば、図18に示すように、電極255の少なくとも一部は、絶縁層212の開口部212gから露出する。開口部212gから露出した第電極255の少なくとも一部は、第2接合部材275によって熱電変換素子225の第2端部225Lに電気的に接続される。
 電極256は、シート基板210の裏面210Bの側に位置する熱電変換素子226の第2端部226Lに電気的に接続される。例えば、図18に示すように、電極256の少なくとも一部は、基板211の開口部211gから露出する。開口部211gから露出した電極256の少なくとも一部は、第2接合部材276によって熱電変換素子226の第2端部226Lに電気的に接続される。
 電極257は、シート基板210の表面210Aの側に位置する熱電変換素子227の第2端部227Lに電気的に接続される。例えば、図18に示すように、電極257の少なくとも一部は、絶縁層212の開口部212hから露出する。開口部212hから露出した電極257の少なくとも一部は、第2接合部材277によって熱電変換素子227の第2端部227Lに電気的に接続される。
 電極258は、シート基板210の裏面210Bの側に位置する熱電変換素子228の第2端部228Lに電気的に接続される。例えば、図18に示すように、電極258の少なくとも一部は、基板211の開口部211hから露出する。開口部211hから露出した電極258の少なくとも一部は、第2接合部材278によって熱電変換素子228の第2端部228Lに電気的に接続される。
 第1接合部材260は、導電性を有する。第1接合部材260は、銀ペースト又ははんだ等の任意の部材で形成されていてよい。
 第1接合部材261は、電極241と、熱電変換素子221の第1端部221Hとを電気的に接続する。例えば、図17に示すように、第1接合部材261の少なくとも一部は、絶縁層212の開口部212aの中に位置する。第1接合部材261は、開口部212aを介して電極241と熱電変換素子221の第1端部221Hとを電気的に接続する。図16に示すように、第1接合部材261は、開口部212aから第1端部221Hまで延びてよい。
 第1接合部材262は、電極242と、熱電変換素子222の第1端部222Hと電極242とを電気的に接続する。例えば、図17に示すように、第1接合部材262の少なくとも一部は、基板211の開口部211aの中に位置する。第1接合部材262は、開口部211aを介して電極242と熱電変換素子222の第1端部222Hとを電気的に接続する。図16に示すように、第1接合部材262は、開口部211aから第1端部222Hまで延びてよい。
 第1接合部材263は、電極243と、熱電変換素子223の第1端部223Hとを電気的に接続する。例えば、図17に示すように、第1接合部材263の少なくとも一部は、絶縁層212の開口部212bの中に位置する。第1接合部材263は、開口部212bを介して電極243と熱電変換素子223の第1端部223Hとを電気的に接続する。図16に示すように、第1接合部材263は、開口部212bから第1端部223Hまで延びてよい。
 第1接合部材264は、電極244と、熱電変換素子224の第1端部224Hとを電気的に接続する。例えば、図17に示すように、第1接合部材264の少なくとも一部は、基板211の開口部211bの中に位置する。第1接合部材264は、開口部211bを介して電極244と熱電変換素子224の第1端部224Hとを電気的に接続する。図16に示すように、第1接合部材264は、開口部211bから第1端部224Hまで延びてよい。
 第1接合部材265は、電極245と、熱電変換素子225の第1端部225Hとを電気的に接続する。例えば、図17に示すように、第1接合部材265の少なくとも一部は、絶縁層212の開口部212cの中に位置する。第1接合部材265は、開口部212cを介して電極245と熱電変換素子225の第1端部225Hとを電気的に接続する。図16に示すように、第1接合部材265は、開口部212cから第1端部225Hまで延びてよい。
 第1接合部材266は、電極246と、熱電変換素子226の第1端部226Hとを電気的に接続する。例えば、図17に示すように、第1接合部材266の少なくとも一部は、基板211の開口部211cの中に位置する。第1接合部材266は、開口部211cを介して熱電変換素子226の第1端部226Hと電極246とを電気的に接続する。図16に示すように、第1接合部材266は、開口部211cから第1端部226Hまで延びてよい。
 第1接合部材267は、電極247と、熱電変換素子227の第1端部227Hとを電気的に接続する。例えば、図17に示すように、第1接合部材267の少なくとも一部は、絶縁層212の開口部212dの中に位置する。第1接合部材267は、開口部212dを介して電極247と熱電変換素子227の第1端部227Hとを電気的に接続する。図16に示すように、第1接合部材267は、開口部212dから第1端部227Hまで延びてよい。
 第1接合部材268は、第2電極248と、熱電変換素子228の第1端部228Hと電気的に接続する。例えば、図17に示すように、第1接合部材268の少なくとも一部は、基板211の開口部211dの中に位置する。第1接合部材268は、開口部211dを介して第2電極248と熱電変換素子228の第1端部228Hとを電気的に接続する。図16に示すように、第1接合部材268は、開口部211dから第1端部228Hまで延びてよい。
 第2接合部材270は、導電性を有する。第2接合部材270は、銀ペースト又ははんだ等の任意の部材で形成されていてよい。
 第2接合部材271は、第1電極251と、熱電変換素子221の第2端部221Lとを電気的に接続する。例えば、図18に示すように、第2接合部材271の少なくとも一部は、絶縁層212の開口部212eの中に位置する。第2接合部材271は、開口部212eを介して第1電極251と熱電変換素子221の第2端部221Lとを電気的に接続してよい。図16に示すように、第2接合部材271は、開口部212eから第2端部221Lまで延びてよい。
 第2接合部材272は、電極252と、熱電変換素子222の第2端部222Lとを電気的に接続する。例えば、図18に示すように、第2接合部材272の少なくとも一部は、基板211の開口部211eの中に位置する。第2接合部材272は、開口部211eを介して電極252と熱電変換素子222の第2端部222Lとを電気的に接続する。図16に示すように、第2接合部材272は、開口部211eから第2端部222Lまで延びてよい。
 第2接合部材273は、電極253と、熱電変換素子223の第2端部223Lとを電気的に接続する。例えば、図18に示すように、第2接合部材273の少なくとも一部は、絶縁層212の開口部212fの中に位置する。第2接合部材273は、開口部212fを介して電極253と熱電変換素子223の第2端部223Lとを電気的に接続する。図16に示すように、第2接合部材273は、開口部212fから第2端部223Lまで延びてよい。
 第2接合部材274は、電極254と、熱電変換素子224の第2端部224Lとを電気的に接続する。例えば、図18に示すように、第2接合部材274の少なくとも一部は、基板211の開口部211fの中に位置する。第2接合部材274は、開口部211fを介して電極254と熱電変換素子224の第2端部224Lとを電気的に接続する。図16に示すように、第2接合部材274は、開口部211fから第2端部224Lまで延びてよい。
 第2接合部材275は、電極255と、熱電変換素子225の第2端部225Lとを電気的に接続する。例えば、図18に示すように、第2接合部材275の少なくとも一部は、絶縁層212の開口部212gの中に位置する。第2接合部材275は、開口部212gを介して電極255と熱電変換素子225の第2端部225Lとを電気的に接続する。図16に示すように、第2接合部材275は、開口部212gから第2端部225Lまで延びてよい。
 第2接合部材276は、電極256と、熱電変換素子226の第2端部226Lとを電気的に接続する。例えば、図18に示すように、第2接合部材276の少なくとも一部は、基板211の開口部211gの中に位置する。第2接合部材276は、開口部211gを介して熱電変換素子226の第2端部226Lと電極256とを電気的に接続する。図16に示すように、第2接合部材276は、開口部211gから第2端部226Lまで延びてよい。
 第2接合部材277は、電極257と、熱電変換素子227の第2端部227Lとを電気的に接続する。例えば、図18に示すように、第2接合部材277の少なくとも一部は、絶縁層212の開口部212hの中に位置する。第2接合部材277は、開口部212hを介して熱電変換素子227の第2端部227Lと電極257とを電気的に接続する。図16に示すように、第2接合部材277は、開口部212hから第2端部227Lまで延びてよい。
 第2接合部材278は、電極258と、熱電変換素子228の第2端部228Lとを電気的に接続する。例えば、図18に示すように、第2接合部材278の少なくとも一部は、基板211の開口部211hの中に位置する。第2接合部材278は、開口部211hを介して電極258と熱電変換素子228の第2端部228Lとを電気的に接続する。図16に示すように、第2接合部材278は、開口部211hから第2端部228Lまで延びてよい。
 配線280は、導電性を有する。配線280を形成するための導電性材料としては、特に限定されることなく、銅又はアルミニウム等の任意の金属を用いることができる。
 配線280は、シート基板210の中に位置してよい。図19に示すように、配線280は、電極240及び電極250とともに、基板211の表面211Aに位置してよい。後述のように、配線280は、電極240及び電極250とともに電極層234として形成されていてよい。
 配線280は、第2方向A2に隣り合う熱電変換素子220同士を、熱電変換素子220の両端部すなわち第1端部220H及び第2端部220Lにて、電気的に直列接続する。配線280は、第2方向A2に隣り合う2つの熱電変換素子220において、一方の熱電変換素子220の第1端部220Hに電気的に接続される電極240と、他方の熱電変換素子220の第2端部220Lに電気的に接続される電極250とを電気的に接続する。配線280は、当該電極240から当該電極250まで直線状に延びてよい。
 複数の配線280は、複数の電極240と複数の電極250とを電気的に接続することにより、第1電極251と第2電極248との間で熱電変換素子221~228を電気的に直列接続する。
 例えば、図19に示すように、配線281の一端は、電極241に電気的に接続される。配線281の他端は、電極252に電気的に接続される。配線282の一端は、電極242に電気的に接続される。配線282の他端は、電極253に電気的に接続される。配線283の一端は、電極243に電気的に接続される。配線283の他端は、電極254に電気的に接続される。配線284の一端は、電極244に電気的に接続される。配線284の他端は、電極255に電気的に接続される。配線285の一端は、電極245に電気的に接続される。配線285の他端は、電極256に電気的に接続される。配線286の一端は、電極246に電気的に接続される。配線286の他端は、電極257に電気的に接続される。配線287の一端は、電極247に電気的に接続される。配線287の他端は、電極258に電気的に接続される。
 第2実施形態に係る熱電変換モジュール201のその他の構成及び効果は、第1実施形態に係る熱電変換モジュール1と同様である。
 (熱電変換モジュールの製造方法)
 熱電変換モジュール201の製造方法は、第1実施形態に係る熱電変換モジュール1の製造方法と同様の工程を含んでよい。熱電変換モジュール201の製造方法は、図8に示すような配置工程S10と、形成工程S11,S12,S13,S14,S15,S16と、接続工程S17とを含んでよい。よって、以下、図8に示すフローチャートを参照し、熱電変換モジュール201の製造方法を説明する。ただし、熱電変換モジュール201の製造方法は、以下に説明する製造方法に限定されない。
 <配置工程S10>
 配置工程S10は、図9に示す構成と同様に、基板211に金属箔を配置する工程である。この金属箔は、基板211の表面211Aに配置されてよい。この金属箔は、図9に示すような金属箔33と同様のものであってよい。この金属箔は、熱伝導性を有する任意の接着剤によって、基板211の表面211Aに接着されてよい。この金属箔は、第1実施形態にて上述したように、蒸着、スパッタ又はメッキ法等の任意の成膜方法によって、基板211の表面211A上に形成されてもよい。この金属箔は、後述の形成工程S11等を経て、電極240、電極250及び配線280となり得る。
 <形成工程S11>
 形成工程S11(電極層形成工程)は、基板211に配置された金属箔をパターニングすることにより、図19に示すような電極層234を形成する工程である。この金属箔のパターニングには、公知のフォトリソグラフィ等が用いられてよい。電極層234は、電極240と、電極250と、配線280とを有する。本実施形態では、電極層234は、基板211の表面211Aのみに形成される。ただし、電極層234は、基板211の表面211A及び裏面212Bの少なくとも一方の面上に形成されればよい。
 <形成工程S12>
 形成工程S12は、図17に示すような基板211の開口部211a,211b,211c,211dを形成し、図18に示すような基板211の開口部211e,211f,211g,211hを形成する工程である。任意の加熱レーザによって、開口部211a~211hが形成されてよい。
 <形成工程S13>
 形成工程S13(絶縁層形成工程)は、図19に示すような基板211に形成された電極層234の上に絶縁層212を形成する工程である。絶縁層212は、基板211及び電極層234の上に形成されてよい。形成工程S13では、電極層234に絶縁材料を塗布することにより、絶縁層212が形成されてよい。シート基板210は、基板211及び絶縁層212を備えて構成される。
 <形成工程S14>
 形成工程S14では、図17に示すような絶縁層212の開口部212a,212b,212c,212dを形成し、図18に示すような絶縁層212の開口部212e,212f,212g,212hを形成する工程である。任意のレーザによって、開口部212a~212hが形成されてよい。
 <形成工程S15>
 形成工程S15(素子形成工程)は、絶縁層212の上、及び、基板211において電極層234が形成されない面上に、熱電変換素子層を形成する工程である。形成工程S15は、シート基板10の表面10A及び裏面10Bの各々に熱電変換素子層を形成する工程であってよい。上述のように、熱電変換素子層は、CNTを含んで形成されている層である。本実施形態では、熱電変換素子層は、図21に示すようなCNTシート229P1及びCNTシート229P2であるものとする。CNTシート229P1,229P2は、図14に示すようなCNTシート29P及びCNTシート29Nと同様に、CNTを含んで形成されている。本実施形態では、形成工程S15は、CNTシート229P1をシート基板210の表面210A例えば絶縁層12の表面12Aに配置し、CNTシート229P2をシート基板210の裏面210B例えば基板211の裏面211Bに配置する工程となる。
 CNTシート229P1,229P2は、p型のCNTシートである。CNTシート229P1及びCNTシート229P2の各々は、エポキシ樹脂等の任意の接着シートによって、シート基板210の表面210A及び裏面210Bの各々に接着されてよい。CNTシート229P1は、後述の形成工程S16を経た後、熱電変換素子221,223,225,227になる。CNTシート229P2は、後述の形成工程S16を経た後、熱電変換素子222,224,226,228になる。
 CNTシート229P1,229P2には、第1実施形態にて上述したものが用いられてよい。
 第2実施形態に係る形成工程S15のその他の構成及び効果は、第1実施形態に係る形成工程S15と同様である。
 <形成工程S16>
 形成工程S16(熱電変換素子形成工程)は、熱電変換素子層すなわちCNTシート229P1及びCNTシート229P2を第1方向A1に沿って切断し、第2方向A2に並ぶ複数の熱電変換素子220を形成する工程である。CNTシート229P1,229P2の各々を第1方向A1に沿って切断することにより、第1実施形態にて上述したように、第2方向A2に隣り合う2つの熱電変換素子220を区画する隙間が形成される。
 形成工程S16は、第1実施形態にて説明した形成工程S16と同様に、レーザを用いて実施されてよい。第1実施形態にて上述したように、形成工程S16では、UVレーザ若しくはナノ秒レーザ又はフェムト秒レーザが用いられてよい。
 第2実施形態に係る形成工程S16のその他の構成及び効果は、第1実施形態に係る形成工程S16と同様である。
 <接続工程S17>
 接続工程S17は、複数の熱電変換素子220の全てが電気的に直列接続されるように、各熱電変換素子220の端部すなわち第1端部220H又は第2端部220Lを接続部230によって電気的に接続する工程である。
 本実施形態に係る接続工程S17は、銀ペーストを塗布する工程である。
 接続工程S17において、図16に示すような絶縁層212の開口部212a~212dの各々から、熱電変換素子221の第1端部221H、熱電変換素子223の第1端部223H、熱電変換素子225の第1端部225H及び熱電変換素子227の第1端部227Hの各々まで、第1方向A1に沿って銀ペーストが塗布される。これらの銀ペーストの一部は、開口部212a~212dの各々に充填されて電極241,243,245,247の各々に電気的に接続される。これらの銀ペーストは、乾燥後、第1接合部材261,263,265,267となり得る。
 接続工程S17において、図16に示すような基板211の開口部211a~211dの各々から、熱電変換素子222の第1端部222H、熱電変換素子224の第1端部224H、熱電変換素子226の第1端部226H、熱電変換素子228の第1端部228Hの各々まで、第1方向A1に沿って銀ペーストが塗布される。これらの銀ペーストの一部は、開口部211a~211dに充填されて電極242,244,246及び第2電極248の各々に電気的に接続される。これらの銀ペーストは、乾燥後、第1接合部材262,264,266,268となり得る。
 接続工程S17において、図16に示すような絶縁層212の開口部212e~212hの各々から、熱電変換素子221の第2端部221L、熱電変換素子223の第2端部223L、熱電変換素子225の第2端部225L及び熱電変換素子227の第2端部227Lの各々まで、第1方向A1に沿って銀ペーストが塗布される。これらの銀ペーストの一部は、開口部212e~212hの各々に充填されて第1電極251及び電極253,255,257の各々に電気的に接続される。これらの銀ペーストは、乾燥後、第2接合部材271,273,275,277となり得る。
 接続工程S17において、図16に示すような基板211の開口部211e~211hの各々から、熱電変換素子222の第2端部222L、熱電変換素子224の第2端部224L、熱電変換素子226の第2端部226L、熱電変換素子228の第2端部228Lの各々まで、第1方向A1に沿って銀ペーストが塗布される。これらの銀ペーストの一部は、開口部211e~211hの各々に充填されて電極252,254,256,258の各々に電気的に接続される。これらの銀ペーストは、乾燥後、第2接合部材272,274,276,278となり得る。
 第2実施形態に係る熱電変換モジュール201の製造方法のその他の構成及び効果は、第1実施形態に係る熱電変換モジュール1の製造方法と同様である。
 (第3実施形態)
 図22は、本発明の第3実施形態に係る熱電変換モジュール301の外観図である。熱電変換モジュール301は、第1実施形態と同様に、熱源2に配置可能である。熱電変換モジュール301は、後述のシート基板310に、第1縁部301Hと、第2縁部301Lとを有する。第1縁部301Hと、第2縁部301Lとは、対向する。第1縁部301Hは、熱電変換モジュール301が熱源2に配置された際に、熱源2の近くに位置し得る。第2縁部301Lは、熱電変換モジュール301が熱源2に配置された際に、熱源2から離れて位置し得る。
 第1縁部301H付近の温度は、図1に示すような第1縁部1Hと同様に、第2縁部301L付近の温度よりも高温になり得る。換言すると、第2縁部301L付近の温度は、第1縁部301H付近の温度よりも低温になり得る。
 第3実施形態でも、第1実施形態と同様に、第1方向A1、第2方向A2及び第3方向A3が採用され得る。第3実施形態では、第1方向A1は、第1縁部301Hと、第2縁部301Lとが対向する方向である。本実施形態では、第1方向A1は、第2縁部301Lから第1縁部301Hに向かう方向であって、第2縁部301Lに直交する方向であるものとする。また、本実施形態では、第2方向A2は、図22の紙面左側から紙面右側に向かう方向であるものとする。また、本実施形態では、第3方向A3は、図22の紙面奥側から紙面手前側に向かう方向であるものとする。
 第3方向A3から見た熱電変換モジュール301の形状は、台形状である。熱電変換モジュール301は、後述のシート基板310に、辺301Aと、辺301Bとを有する。辺301Aと、辺301Bとは、平行である。辺301A及び辺301Bは、台形の2つの底辺に対応する。第1縁部301Hは、台形の2つの脚のうちの一方の脚に対応する。第2縁部301Lは、台形の2つの脚のうちの他方の脚に対応する。第1縁部301Hと第2縁部301Lとの間の第1方向A1における間隔は、第2方向A2に沿って広がる。
 熱電変換モジュール301は、シート基板310と、熱電変換素子321,322,323,324,325,326と、接続部330と、第1電極331と、第2電極332とを備える。
 以下、熱電変換素子321~326の各々を特に区別しない場合、これらは、まとめて「熱電変換素子320」とも記載される。図22には、6つの熱電変換素子320を備える熱電変換モジュール301が示されている。ただし、熱電変換モジュール301が備える熱電変換素子320の数は、任意の数であってよい。
 シート基板310は、絶縁性を有する。シート基板310は、可撓性を有してよい。第3方向A3から見たシート基板310の形状は、台形状である。シート基板310は、上述の第1縁部301Hと、上述の第2縁部301Lと、上述の辺301Aと、上述の辺301Bとを有する。
 シート基板310は、表面310Aと、裏面310Bとを有する。表面310Aと裏面310Bとは、対向する。表面310Aは、シート基板310の面のうち、第3方向A3を向く面である。裏面310Bは、シート基板310の面のうち、第3方向A3の反対方向を向く面である。
 シート基板310は、図2に示すようなシート基板10と同様に、基板11と同様の基板と、絶縁層12と同様の絶縁層とを有してよい。
 接続部330は、図1に示すような接続部30と同様に、第1電極331から第2電極332に亘って熱電変換素子321~326の順番で、複数の熱電変換素子320を電気的に接続する。接続部330は、図1に示すような電極40と同様の電極と、電極50と同様の電極と、第1接合部材60と同様の接合部材と、第2接合部材70と同様の接合部材とを有してよい。
 熱電変換素子320は、p型熱電変換素子であるか、又はn型熱電変換素子である。熱電変換素子320を形成するための熱電変換材料としては、特に限定されることなく、第1実施形態にて上述した熱電変換材料を用いることができる。第1実施形態にて上述したように、熱電変換素子321~326の全ては、CNTを含んで形成されていてよい。
 熱電変換素子320は、第1方向A1に沿って延びる。熱電変換素子320の第3方向A3側から見た形状は、長方形状等の長尺状である。ただし、第3方向A3から見た熱電変換素子320の形状は、扇形状等の任意の形状であってよい。熱電変換素子320の長手方向は、第1方向A1に沿う。熱電変換素子320の長手方向は、第1方向A1に平行であってよい。熱電変換素子320の第3方向A3における厚さは、略同一であってもよいし、異なってもよい。以下、熱電変換素子321~326の第3方向A3における厚さは、略同一であるものとする。
 熱電変換素子320は、第1方向A1において第1端部320H及び第2端部320Lを有する。第1端部320Hは、熱電変換モジュール301の第1縁部301Hの方に位置する。第2端部320Lは、熱電変換モジュール301の第2縁部301Lの方に位置する。なお、熱電変換素子321,322,323,324,325,326の第1端部320Hは、各々、「第1端部321H」、「第1端部322H」、「第1端部323H」、「第1端部324H」、「第1端部325H」及び「第1端部326H」とも記載される。また、熱電変換素子321,322,323,324,325,326の第2端部320Lは、各々、「第2端部321L」、「第2端部322L」、「第2端部323L」、「第2端部324L」、「第2端部325L」及び「第2端部326L」とも記載される。
 ここで、接続部330によって電気的に直列接続される複数の熱電変換素子320のうちの第1電極331から数えて奇数番目の熱電変換素子320は、シート基板310の表面310Aの側に位置する。本実施形態では、第1電極331から数えて奇数番目の熱電変換素子320は、1番目の熱電変換素子321、3番目の熱電変換素子323及び5番目の熱電変換素子325となる。つまり、熱電変換素子321,323,325がシート基板310の表面310Aの側に位置する。熱電変換素子321,323,325は、表面310Aにおいて第2方向A2に沿って並ぶ。熱電変換素子321,323,325は、第2方向A2に沿って隙間を空けて並んでよい。当該隙間の幅は、第2方向A2に隣り合う2つの熱電変換素子320の間の絶縁を確保できれば、任意であってよい。
 また、接続部330によって電気的に直列接続される複数の熱電変換素子320のうちの第1電極331から数えて偶数番目の熱電変換素子320は、シート基板310の裏面310Bの側に位置する。本実施形態では、第1電極331から数えて偶数番目の熱電変換素子320は、2番目の熱電変換素子322、4番目の熱電変換素子324及び6番目の熱電変換素子326となる。つまり、熱電変換素子322,324,326がシート基板310の裏面310Bの側に位置する。熱電変換素子322,324,326は、裏面310Bにおいて第2方向A2に沿って並ぶ。熱電変換素子322,324,326は、第2方向A2において隙間を空けて並んでよい。当該隙間の幅は、第2方向A2に隣り合う2つの熱電変換素子320の間の絶縁を確保できれば、任意であってよい。
 図22に示す構成では、第3方向A3から見た際、表面310Aの側に位置する熱電変換素子321,323,325は、裏面310Bの側に位置する熱電変換素子322,324,326に重ならない。ただし、第1実施形態と同様に、表面310Aの側に位置する熱電変換素子321,323,325の少なくとも一部は、裏面310Bの側に位置する熱電変換素子322,324,326の少なくとも一部に、重なってよい。
 熱電変換素子321~326では、第1方向A1に沿う長さが相違する。例えば、熱電変換素子321~326の各々は、第1方向A1に沿って第1縁部301Hから第2縁部301Lまで延びる。熱電変換素子321~326の各々が第1縁部301Hから第2縁部301Lまで延びることにより、熱電変換素子321~326の順に、熱電変換素子321~326の長さが長くなる。このように熱電変換素子321~326の各々が第1縁部301Hから第2縁部301Lまで延びることにより、熱電変換素子321~326の各々の第1方向A1に沿う長さが相違する。
 熱電変換素子321~326の各々が第1縁部301Hから第2縁部301Lまで延びることにより、熱電変換素子321~326の各々における両端部の温度差が大きくなり得る。熱電変換素子321~326の各々における両端部の温度差が大きくなることにより、熱電変換素子321~326の各々の発電電力を高めることができる。なお、第1端部321H~326Hの各々と第1縁部301Hとの間の幅は、同じであってよい。また、第2端部321L~326Lの各々と第2縁部301Lとの間の幅は、同じであってよい。第1端部321H~326Hの各々と第1縁部301Hとの間の幅及び第2端部321L~326Lの各々と第2縁部301Lとの間の幅は、製造プロセス等に応じて適宜設定されてよい。
 ここで、熱電変換素子321~326の各々の第1方向A1に沿う長さが相違する場合に、例えば熱電変換素子321~326の各々の第2方向A2に沿う幅が略同一であると、熱電変換素子321~326の電気抵抗値が異なってしまう。熱電変換素子321~326の各々の電気抵抗値が異なると、熱電変換素子321~326が電気的に直列接続される場合、電気抵抗値が小さい熱電変換素子320によって、熱電変換モジュール301に生じ得る電流が決まってしまう。
 そこで、熱電変換素子321~326では、熱電変換素子321~326の各々の電気抵抗値が略同一となるように、熱電変換素子321~326の各々の第2方向A2に沿う幅が相違するように構成されている。一例として、上述のように、熱電変換素子321~326の順に、熱電変換素子321~326の長さが長くなる。この場合、熱電変換素子321~326の順に熱電変換素子321~326の各々の第2方向A2に沿う幅が広くなるように、熱電変換素子321~326の各々は、構成されていてよい。熱電変換素子321~326の各々の第1方向A1に沿う長さに比例して、熱電変換素子321~326の各々の第2方向A2に沿う幅は、広くなってよい。例えば、熱電変換素子326の第1方向A1に沿う長さが熱電変換素子321の第1方向A1に沿う長さの1.5倍である場合、熱電変換素子326の第2方向A2に沿う幅は、熱電変換素子321の第2方向A2に沿う幅の1.5倍となる。このような構成により、熱電変換素子321~326の各々の電気抵抗値が略同一となり得る。
 なお、熱電変換素子321~326の各々の第3方向A3における厚さが異なる場合、熱電変換素子321~326の各々の電気抵抗値が略同一となるように、熱電変換素子321~326の各々の第1方向A1に直交する断面積が相違するよう熱電変換素子321~326の各々は、構成されていてよい。
 また、p型熱電変換素子の電気抵抗率とn型熱電変換素子の電気抵抗率とが異なる場合であって、熱電変換モジュール301が備える複数の熱電変換素子320がp型熱電変換素子及びn型熱電変換素子の両方を含む場合、電気抵抗率が考慮されてよい。この場合、熱電変換素子321~326の各々の電気抵抗値が略同一となるように、p型熱電変換素子の電気抵抗率及びn型熱電変換素子の電気抵抗率に基づいて、熱電変換素子321~326の各々の第1方向A1に直交する断面積が相違するよう熱電変換素子321~326の各々は、構成されていてよい。
 このように第3実施形態に係る熱電変換モジュール301では、シート基板310の形状が台形状である。シート基板310の形状が台形状であることにより、熱電変換モジュール301を配置する場所の自由度が高まり得る。
 第3実施形態に係る熱電変換モジュール301のその他の構成及び効果は、第1実施形態に係る熱電変換モジュール1と同様である。熱電変換モジュール301も、第1実施形態にて上述した製造方法によって製造可能である。
 前述したところは本発明の一実施形態を示したにすぎず、特許請求の範囲において、種々の変更を加えてもよいことは言うまでもない。
 本発明によれば、発電電力を高めつつ、小型化された熱電変換モジュールが提供され得る。
 1,101,201,301 熱電変換モジュール
 1H,201H,301H 第1縁部
 1L,201L,301L 第2縁部
 2 熱源
 10,210,310 シート基板
 10A,210A,310A 表面
 10B,210B,310B 裏面
 11,211 基板
 11A,211A 表面
 11B,211B 裏面
 11a~11h,211a~211h 開口部
 12,212 絶縁層
 12A,212A 表面
 12B,212B 裏面
 12a~12h,212a~212h 開口部
 20~28,220~228,320~326 熱電変換素子
 20H~28H,220H~228H,320H~326H 第1端部
 20L~28L,220L~228L,320L~326L 第2端部
 31,251,331 第1電極
 32,248,332 第2電極
 30,230,330 接続部
 33 金属箔
 34,234 電極層
 40~44,240~247 電極
 50~53,250,252~258 電極
 60~68,260~268 第1接合部材
 70~78,270~278 第2接合部材
 280~287 配線
 29,29N,29P,229P1,229P2 CNTシート
 301A,301B 辺

Claims (13)

  1.  対向する表面及び裏面を有する絶縁性のシート基板と、
     第1方向に沿って延びる長尺状に形成された、複数の熱電変換素子と、
     第1電極から第2電極に亘って、前記複数の熱電変換素子を、各熱電変換素子の長尺状の端部にて電気的に直列接続する接続部と、を備え、
     前記接続部によって電気的に直列接続される前記複数の熱電変換素子のうちの前記第1電極から数えて奇数番目の熱電変換素子は、前記表面の側に位置するとともに、前記第1方向に交差する第2方向に沿って並び、
     前記接続部によって電気的に直列接続される前記複数の熱電変換素子のうちの前記第1電極から数えて偶数番目の熱電変換素子は、前記裏面の側に位置するとともに、前記第2方向に沿って並ぶ、熱電変換モジュール。
  2.  請求項1に記載の熱電変換モジュールにおいて、
     前記シート基板を平面視した際に、前記表面の側に位置する前記奇数番目の複数の熱電変換素子は、前記裏面の側に位置する前記偶数番目の複数の熱電変換素子と重なるように位置する、熱電変換モジュール。
  3.  請求項1又は2に記載の熱電変換モジュールにおいて、
     前記表面の側に位置する前記熱電変換素子は、p型熱電変換素子であり、
     前記裏面の側に位置する前記熱電変換素子は、n型熱電変換素子である、熱電変換モジュール。
  4.  請求項1又は2に記載の熱電変換モジュールにおいて、
     前記熱電変換モジュールが備える複数の前記熱電変換素子の全ては、p型熱電変換素子である、熱電変換モジュール。
  5.  請求項1から4までの何れか一項に記載の熱電変換モジュールにおいて、
     前記熱電変換モジュールが備える複数の前記熱電変換素子の全ては、カーボンナノチューブを含んで形成されている、熱電変換モジュール。
  6.  請求項1から5までの何れか一項に記載の熱電変換モジュールにおいて、
     前記熱電変換モジュールが備える複数の熱電変換素子の全ての各々の形状は、略同寸法の長方形状である、熱電変換モジュール。
  7.  請求項1から6までの何れか一項に記載の熱電変換モジュールにおいて、
     前記熱電変換モジュールが備える複数の前記熱電変換素子は、当該複数の熱電変換素子の各々の電気抵抗値が略同一となるように、当該複数の熱電変換素子の各々の前記第1方向に沿う長さ、当該複数の熱電変換素子の各々の前記第2方向に沿う幅、及び、当該複数の熱電変換素子の各々の厚さを調整して構成されている、熱電変換モジュール。
  8.  請求項7に記載の熱電変換モジュールにおいて、
     前記熱電変換モジュールが備える複数の熱電変換素子の各々の前記厚さが略同一であり、当該複数の熱電変換素子の各々の前記長さが相違しており、且つ当該複数の熱電変換素子の各々の前記幅が相違している、熱電変換モジュール。
  9.  請求項8に記載の熱電変換モジュールにおいて、
     前記シート基板の形状は、台形状であり、
     前記シート基板は、台形の2つの脚のうちの一方の脚に対応する第1縁部と、前記2つの脚のうちの他方の脚に対応する第2縁部とを含み、
     前記第1縁部と前記第2縁部との間の前記第1方向における間隔は、前記第2方向に沿って広がり、
     前記複数の熱電変換素子は、前記第1方向に沿って前記第1縁部から前記第2縁部まで延びる、熱電変換モジュール。
  10.  対向する表面及び裏面を有する絶縁性のシート基板と、第1方向に沿って延びる長尺状に形成された、複数の熱電変換素子と、前記複数の熱電変換素子を、各熱電変換素子の長尺状の端部にて電気的に直列接続する接続部と、を備える熱電変換モジュールの製造方法であって、
     対向する表面及び裏面を有する絶縁性の基板において、前記表面及び前記裏面の少なくとも一方の面上に電極層を形成する電極層形成工程と、
     前記基板上に形成された前記電極層の上に絶縁層を形成する絶縁層形成工程であって、前記シート基板は、前記基板及び前記絶縁層を備えて構成される、絶縁層形成工程と、
     前記絶縁層の上、及び、前記基板において前記電極層が形成されない面上に熱電変換素子層を形成する素子形成工程と、
     前記熱電変換素子層を前記第1方向に沿って切断し、前記第1方向に交差する第2方向に沿って並ぶ複数の熱電変換素子を形成する熱電変換素子形成工程と、
     前記複数の熱電変換素子の全てが電気的に直列接続されるように各熱電変換素子の長尺状の両端部を接続部によって接続する接続工程と、
     を含む、熱電変換モジュールの製造方法。
  11.  請求項10に記載の熱電変換モジュールの製造方法において、
     前記電極層は、前記基板における前記表面上にのみ形成される、熱電変換モジュールの製造方法。
  12.  請求項10又は11に記載の熱電変換モジュールの製造方法において、
     前記熱電変換素子層は、カーボンナノチューブを含んで形成されている層である、熱電変換モジュールの製造方法。
  13.  請求項10から12までの何れか一項に記載の熱電変換モジュールの製造方法において、
     前記熱電変換素子形成工程は、UVレーザ、ナノ秒レーザ又はフェムト秒レーザを用いて実施される、熱電変換モジュールの製造方法。
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