WO2023038106A1

WO2023038106A1 - 発電素子の製造方法、発電素子、発電装置、及び電子機器

Info

Publication number: WO2023038106A1
Application number: PCT/JP2022/033834
Authority: WO
Inventors: 博史後藤; 稔坂田; 拓夫安田; ラーシュマティアスアンダーソン; 誠司岡田; 貴宏中村
Original assignee: 株式会社Ｇｃｅインスティチュート
Priority date: 2021-09-10
Filing date: 2022-09-09
Publication date: 2023-03-16

Abstract

【課題】発電量の安定化を図ることができる発電素子の製造方法、発電素子、発電装置、及び電子機器を提供する。【解決手段】熱エネルギーを電気エネルギーに変換する際、電極間の温度差を不要とする発電素子の製造方法であって、第１基板１５に接する第１電極１１、微粒子１４１を内包する不導体層１４２を含む中間部１４、及び第１電極１１とは異なる仕事関数を有する第２電極１２、を備える素子を形成する素子形成工程を含み、素子形成工程は、第１基板１５を貫通し、第１電極１１と電気的に接続される第１引き出し配線１８ａを形成する引き出し配線形成工程と、備えることを特徴とする。

Description

発電素子の製造方法、発電素子、発電装置、及び電子機器

　この発明は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する際、電極間の温度差を不要とする発電素子の製造方法、発電素子、発電装置、及び電子機器に関する。

　近年、熱エネルギーを利用して電気エネルギーを生成する発電素子の開発が盛んに行われている。特に、電極間の温度差を不要とした発電素子に関し、例えば特許文献１に開示された発電素子等が提案されている。このような発電素子は、電極間に与える温度差を利用して電気エネルギーを生成する構成に比べて、様々な用途への利用が期待されている。

　特許文献１には、フェムト秒パルスレーザーを用いて溶媒又は有機溶媒に分散されたナノ粒子を生成する生成工程と、第１基板に、第１電極部を形成する第１電極部形成工程と、第２基板に、第２電極部を形成する第２電極部形成工程と、前記第１電極部と前記第２電極部との間に前記溶媒又は前記有機溶媒を挟んだ状態で前記第１基板と前記第２基板とを接合する接合工程と、を備える発電素子の製造方法等が開示されている。

特許第６７８１４３７号公報

　ここで、特許文献１に開示された発電素子のように、ナノ粒子を分散させた溶媒を電極間に設けた場合、経時に伴いナノ粒子が一方の電極側に偏在する恐れがある。このため、電極間における電子の移動量が減少し、安定した発電量を得られない懸念が挙げられる。

　そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、発電量の安定化を図ることができる発電素子の製造方法、発電素子、発電装置、及び電子機器を提供することにある。

　第１発明に係る発電素子の製造方法は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する際、電極間の温度差を不要とする発電素子の製造方法であって、第１基板に接する第１電極、微粒子を内包する不導体層を含む中間部、及び前記第１電極とは異なる仕事関数を有する第２電極、を備える素子を形成する素子形成工程を含み、前記素子形成工程は、前記第１基板を貫通し、前記第１電極と電気的に接続される第１引き出し配線を形成する引き出し配線形成工程と、備えることを特徴とする。

　第２発明に係る発電素子の製造方法は、第１発明において、前記素子形成工程は、前記第２電極を第２基板に支持し、前記引き出し配線形成工程は、前記第２基板を貫通し、前記第２電極と電気的に接続される第２引き出し配線を形成することを特徴とする。

　第３発明に係る発電素子の製造方法は、第１発明又は第２発明において、前記不導体層は、前記第１電極及び前記第２電極を支持することを特徴とする。

　第４発明に係る発電素子の製造方法は、第１発明において、前記素子形成工程は、前記第１引き出し配線を介して電気的に接続された前記第１電極と前記電２電極とが両側に接する複数の前記第１基板と、一方の前記第１基板に接する前記第１電極と他方の前記第１基板に接する前記第２電極との間に形成される前記中間部と、を備えた前記素子を形成することを特徴とする。

　第５発明に係る発電素子の製造方法は、第４発明において、前記素子形成工程は、複数の前記素子を積層した積層体を形成する積層体形成工程を備えることを特徴とする。

　第６発明に係る発電素子は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する際、電極間の温度差を不要とする発電素子であって、第１基板と、第１基板に接する第１電極と、前記第１電極の上に設けられ、微粒子を内包する不導体層を含む中間部と、前記中間部の上に設けられ、前記第１電極とは異なる仕事関数を有する第２電極と、前記第１基板を貫通し、前記第１電極と電気的に接続する第１引き出し配線と、を備えることを特徴とする。

　第７発明に係る発電素子は、第６発明において、前記第２電極を支持する第２基板と、前記第２基板を貫通し、前記第２電極と電気的に接続する第２引き出し配線と、をさらに備えることを特徴とする。

　第８発明に係る発電素子は、第６発明又は第７発明において、前記不導体層は、前記第１電極及び前記第２電極を支持することを特徴とする。

　第９発明に係る発電素子は、第６発明において、前記第１引き出し配線を介して電気的に接続される前記第１電極と前記第２電極とが両側に接する複数の前記第１基板と、一方の前記第１基板に接する前記第１電極と他方の前記第１基板に接する前記第２電極との間に形成される前記中間部と、を備えることを特徴とする。

　第１０発明に係る発電素子は、第９発明において、前記中間部を備えた素子を複数積層した積層体を備えることを特徴とする。

　第１１発明に係る発電素子は、第６発明において、前記第１電極と前記第２電極の少なくとも何れかは、前記中間部側の表面に設けられた電極保護膜を含むことを特徴とする。

　第１２発明に係る発電装置は、第６発明における発電素子と、前記第１引き出し配線と電気的に接続された第１配線と、前記第２引き出し配線と電気的に接続された第２配線と、を備えることを特徴とする。

　第１３発明に係る電子機器は、第６発明における発電素子と、前記発電素子を電源に用いて駆動する電子部品とを備えることを特徴とする。

　第１発明～第５発明によれば、素子形成工程は、微粒子を内包する不導体層を含む中間部を備える素子を形成する。即ち、不導体層により、電極間における微粒子の移動が抑制される。このため、経時に伴い微粒子が一方の電極側に偏在し、電子の移動量が減少することを抑制することができる。これにより、発電量の安定化を図ることが可能となる。

　また、第１発明～第５発明によれば、引き出し配線形成工程は、第１基板を貫通し、第１電極と電気的に接続される第１引き出し配線を形成する。このため、第１引き出し配線は、発電素子の内部側で第１電極と接続させることができる。これにより、第１電極と接続される第１引き出し配線の劣化を抑制することが可能となる。

　特に、第２発明によれば、引き出し配線形成工程は、第２基板を貫通し、第２電極と電気的に接続される第２引き出し配線を形成する。このため、第２引き出し配線は、発電素子の内部側で第２電極と接続させることができる。これにより、第２電極と接続される第２引き出し配線の劣化を抑制することが可能となる。

　特に、第３発明によれば、不導体層は、第１電極及び第２電極を支持する。このため、不導体層の代わりに溶媒等を用いた場合に比べて、電極間の距離（ギャップ）を維持するための支持部等を設ける必要がなく、支持部の形成精度に起因するギャップのバラつきを除くことができる。これにより、発電量のバラつきを抑制することが可能となる。

　特に、第４発明によれば、素子形成工程は、第１引き出し配線を介して電気的に接続された第１電極と第２電極とが両側に接する複数の前記第１基板と、一方の第１基板に接する第１電極と他方の第１基板に接する第２電極との間に形成される前記中間部と、を備えた前記素子を形成する。このため、中間部を挟んで両側の第１基板を区別することなく用いることができる。これにより、発電素子の製造効率を向上させることが可能となる。

　特に、第５発明によれば、素子形成工程は、複数の素子を積層した積層体を形成する積層体形成工程を備える。素子は第１基板の両側に第１電極と第２電極とが接するため、複数の素子を積層する際に、第１電極のみが接する第１基板と第２電極のみが接する第２基板とを用いた素子を積層する場合と比べて、積層体における２つの中間部の距離を低減することができる。これにより、発電素子の厚さを低減することが可能となる。

　第６発明～第１１発明によれば、発電素子は、微粒子を内包する不導体層を含む中間部を備える。即ち、不導体層により、電極間における微粒子の移動が抑制される。このため、経時に伴い微粒子が一方の電極側に偏在し、電子の移動量が減少することを抑制することができる。これにより、発電量の安定化を図ることが可能となる。

　また、第６発明～第１１発明によれば、第１引き出し配線は、第１基板を貫通し、第１電極と電気的に接続される。このため、第１引き出し配線は、発電素子の内部側で第１電極と接続させることができる。これにより、第１電極と接続される第１引き出し配線の劣化を抑制することが可能となる。

　特に、第７発明によれば、第２引き出し配線は、第２基板を貫通し、第２電極と電気的に接続される。このため、第２引き出し配線は、発電素子の内部側で第２電極と接続させることができる。これにより、第２電極と接続される第２引き出し配線の劣化を抑制することが可能となる。

　特に、第８発明によれば、不導体層は、第１電極及び第２電極を支持する。このため、不導体層の代わりに溶媒等を用いた場合に比べて、電極間の距離（ギャップ）を維持するための支持部等を設ける必要がなく、支持部の形成精度に起因するギャップのバラつきを除くことができる。これにより、発電量のバラつきを抑制することが可能となる。

　特に、第９発明によれば、第１引き出し配線を介して電気的に接続される第１電極と第２電極とが両側に接する複数の第１基板と、一方の第１基板に接する第１電極と他方の第１基板に接する第２電極との間に形成される中間部と、を備える。このため、中間部を挟んで両側の第１基板を区別することなく用いることができる。これにより、発電素子の製造効率を向上させることが可能となる。

　特に、第１０発明によれば、中間部を備えた発電素子を複数積層した積層体を備える。発電素子は第１基板の両側に第１電極と第２電極とが接するため、複数の素子を積層する際に、第１電極のみが接する第１基板と第２電極のみが接する第２基板とを用いた素子を積層する場合と比べて、積層体における２つの中間部の距離を低減することができる。これにより、発電素子の厚さを低減することが可能となる。

　特に、第１１発明によれば、第１電極と第２電極の少なくとも何れかは、中間部側の表面に設けられた電極保護膜を含む。このため、電極の表面に電極保護膜を設けない場合に比べて、経時に伴う電極の酸化等の化学変化を抑制することができる。これにより、発電量のさらなる安定化を図ることが可能となる。

　特に、第１２発明によれば、発電装置は、第４発明における発電素子を備える。このため、発電量の安定化を図る発電装置の実現が可能となる。

　特に、第１３発明によれば、電子機器は、第４発明における発電素子を備える。このため、発電量の安定化を図る電子機器の実現が可能となる。

図１（ａ）は、第１実施形態における発電素子、及び発電装置の一例を示す模式断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ－Ａに沿った模式断面図である。図２は、中間部の一例を示す模式断面図である。図３は、第１実施形態における発電素子の製造方法の一例を示すフローチャートである。図４（ａ）～図４（ｄ）は、第１実施形態における発電素子の製造方法の一例を示す模式断面図である。図５（ａ）は、第１実施形態における発電素子、及び発電装置の第１変形例を示す模式断面図であり、図５（ｂ）は、第１実施形態における発電素子、及び発電装置の第２変形例を示す模式断面図である。図６（ａ）は、第２実施形態における発電素子、及び発電装置の第１例を示す模式断面図であり、図６（ｂ）は、第２実施形態における発電素子、及び発電装置の第２例を示す模式断面図であり、図６（ｃ）は、第２実施形態における発電素子、及び発電装置の第３例を示す模式断面図である。図７は、第２実施形態における発電素子の製造方法の一例を示すフローチャートである。図８（ａ）～図８（ｄ）は、第２実施形態における発電素子の製造方法の一例を示す模式断面図である。図９は、第３実施形態における発電素子、及び発電装置の一例を示す模式断面図である。図１０は、第３実施形態における発電素子の製造方法の一例を示すフローチャートである。図１１（ａ）～図１１（ｆ）は、第３実施形態における発電素子の製造方法の一例を示す模式断面図である。図１２（ａ）～図１２（ｃ）は、第３実施形態における発電素子の製造方法の一例を示す模式断面図である。図１３（ａ）は、第４実施形態における発電素子、及び発電装置の第１例を示す模式断面図であり、図１３（ｂ）は、第４実施形態における発電素子、及び発電装置の第２例を示す模式断面図である。図１４は、第４実施形態における発電素子の製造方法の一例を示すフローチャートである。図１５（ａ）～図１５（ｂ）は、第４実施形態における発電素子の製造方法の一例を示す模式断面図である。図１６（ａ）～図１６（ｂ）は、第４実施形態における発電素子の製造方法の一例を示す模式断面図である。図１７は、第５実施形態における発電素子、及び発電装置の一例を示す模式断面図である。図１８（ａ）～図１８（ｄ）は、第５実施形態における発電素子の製造方法の一例を示す模式断面図である。図１９（ａ）～図１９（ｂ）は、第５実施形態における発電素子の製造方法の一例を示す模式断面図である。図２０は、第６実施形態における発電素子、及び発電装置の一例を示す模式断面図である。図２１（ａ）～図２１（ｂ）は、第６実施形態における発電素子の製造方法の一例を示す模式断面図である。図２２は、第７実施形態における発電素子を示す模式断面図である。図２３は、第８実施形態における発電素子を示す模式断面図である。図２４（ａ）～図２４（ｄ）は、発電素子を備えた電子機器の例を示す模式ブロック図であり、図２４（ｅ）～図２４（ｈ）は、発電素子を含む発電装置を備えた電子機器の例を示す模式ブロック図である。

　以下、本発明の実施形態としての発電素子の製造方法、発電素子、発電装置、及び電子機器の一例について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において、各電極が積層される高さ方向を第１方向Ｚとし、第１方向Ｚと交差、例えば直交する１つの平面方向を第２方向Ｘとし、第１方向Ｚ及び第２方向Ｘのそれぞれと交差、例えば直交する別の平面方向を第３方向Ｙとする。また、各図における構成は、説明のため模式的に記載されており、例えば各構成の大きさや、構成毎における大きさの対比等については、図とは異なってもよい。

（第１実施形態：発電素子１、発電装置１００）
　図１は、第１実施形態における発電素子１、及び発電装置１００の一例を示す模式図である。図１（ａ）は、第１実施形態における発電素子１、及び発電装置１００の一例を示す模式断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ－Ａに沿った模式断面図である。

（発電装置１００）
　図１（ａ）に示すように、発電装置１００は、発電素子１と、第１配線１０１と、第２配線１０２とを備える。発電素子１は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する。このような発電素子１を備えた発電装置１００は、例えば、図示せぬ熱源に搭載又は設置され、熱源の熱エネルギーを元として、発電素子１から発生した電気エネルギーを、第１配線１０１及び第２配線１０２を介して負荷Ｒへ出力する。負荷Ｒの一端は第１配線１０１と電気的に接続され、他端は第２配線１０２と電気的に接続される。負荷Ｒは、例えば電気的な機器を示す。負荷Ｒは、例えば発電装置１００を主電源又は補助電源に用いて駆動される。

　発電素子１の熱源としては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の電子デバイス又は電子部品、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子、自動車等のエンジン、工場の生産設備、人体、太陽光、及び環境温度等が挙げられる。例えば、電子デバイス、電子部品、発光素子、エンジン、及び生産設備等は、人工熱源である。人体、太陽光、及び環境温度等は自然熱源である。発電素子１を備えた発電装置１００は、例えばＩｏＴ（Internet of Things）デバイス及びウェアラブル機器等のモバイル機器や自立型センサ端末の内部に設けることができ、電池の代替又は補助として用いることができる。さらに、発電装置１００は、太陽光発電等のような、より大型の発電装置への応用も可能である。

（発電素子１）
　発電素子１は、例えば、上記人工熱源が発した熱エネルギー、又は上記自然熱源が持つ熱エネルギーを電気エネルギーに変換し、電流を生成する。発電素子１は、発電装置１００内に設けるだけでなく、発電素子１自体を、上記モバイル機器や上記自立型センサ端末等の内部に設けることもできる。この場合、発電素子１自体が、上記モバイル機器又は上記自立型センサ端末等の、電池の代替部品又は補助部品となり得る。

　発電素子１は、例えば図１（ａ）に示すように、第１電極１１と、第２電極１２と、中間部１４とを備える。発電素子１は、例えば第１基板１５、及び第２基板１６の少なくとも何れかを備えてもよい。

　第１電極１１及び第２電極１２は、互いに対向して設けられる。第１電極１１及び第２電極１２は、それぞれ異なる仕事関数を有する。中間部１４は、例えば図２に示すように、第１電極１１と、第２電極１２との間（ギャップＧ）を含む空間１４０に設けられる。

　中間部１４は、例えば微粒子１４１と、不導体層１４２とを含む。不導体層１４２は、微粒子１４１を内包する。この場合、不導体層１４２により、ギャップＧにおける微粒子１４１の移動が抑制される。このため、経時に伴い微粒子１４１が一方の電極１１、１２側に偏在し、電子の移動量が減少することを抑制することができる。これにより、発電量の安定化を図ることが可能となる。

　不導体層１４２は、例えば不導体材料を硬化させて形成される。不導体層１４２は、例えば固体を示す。不導体層１４２は、例えば希釈剤の残渣や、不導体材料の未硬化部を含んでもよい。また、微粒子１４１は、例えば不導体層１４２に分散された状態で固定される。この場合においても、上記と同様に、発電量の安定化を図ることが可能となる。

　中間部１４は、第１電極１１の上に設けられる。また、第２電極１２は、不導体層１４２の上に設けられる。即ち、不導体層１４２は、第１電極１１及び第２電極１２を支持する。ここで、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する際、電極間の温度差を不要とする発電素子１では、第２方向Ｘ及び第３方向Ｙに沿った面におけるギャップＧのバラつきを抑制することで、発電量の増加を図ることができる。この点、中間部として溶媒等の液体を用いる場合、ギャップＧを維持するための支持部等を設ける必要がある。しかしながら、支持部等の形成に伴い、上記ギャップＧのバラつきを大きくし得ることが懸念されていた。これに対し、本実施形態における発電素子１では、不導体層１４２は、第１電極１１及び第２電極１２を支持するため、ギャップＧを維持するための支持部等を設ける必要がなく、支持部等の形成精度に起因するギャップのバラつきを除くことができる。これにより、発電量の増加を図ることが可能となる。

　また、ギャップを維持するための支持部等を設ける場合、支持部に微粒子１４１が接触し、支持部周辺に凝集する懸念が挙げられる。これに対し、本実施形態における発電素子１では、支持部に起因して微粒子１４１が凝集する状態を排除することができる。これにより、安定した発電量を維持することが可能となる。

　以下、各構成についての詳細を説明する。

　＜第１電極１１、第２電極１２＞
　第１電極１１及び第２電極１２は、例えば図１（ａ）に示すように、第１方向Ｚに離間する。各電極１１、１２は、例えば第２方向Ｘ及び第３方向Ｙに延在し、複数設けられてもよい。例えば１つの第２電極１２は、複数の第１電極１１とそれぞれ異なる位置で対向して設けられてもよい。また、例えば１つの第１電極１１は、複数の第２電極１２とそれぞれ異なる位置で対向して設けられてもよい。

　第１電極１１及び第２電極１２の材料として、導電性を有する材料が用いられる。第１電極１１及び第２電極１２の材料として、例えばそれぞれ異なる仕事関数を有する材料が用いられる。なお、各電極１１、１２に同一の材料を用いてもよく、この場合、それぞれ異なる仕事関数を有していればよい。

　各電極１１、１２の材料として、例えば鉄、アルミニウム、銅等の単一元素からなる材料が用いられるほか、例えば２種類以上の元素からなる合金の材料が用いられてもよい。各電極１１、１２の材料として、例えば非金属導電物が用いられてもよい。非金属導電物の例としては、シリコン（Ｓｉ：例えばｐ型Ｓｉ、あるいはｎ型Ｓｉ）、及びグラフェン等のカーボン系材料等を挙げることができる。

　第１電極１１及び第２電極１２の第１方向Ｚに沿った厚さは、例えば４ｎｍ以上１μｍ以下である。第１電極１１及び第２電極１２の第１方向Ｚに沿った厚さは、例えば４ｎｍ以上５００ｎｍ以下でもよい。

　第１電極１１と、第２電極１２との間の距離を示すギャップＧは、不導体層１４２の厚さを変更することで任意に設定することができる。例えばギャップＧを狭くすることで、各電極１１、１２の間に発生する電界を大きくすることができるため、発電素子１の発電量を増加させることができる。また、例えばギャップＧを狭くすることで、発電素子１の第１方向Ｚに沿った厚さを薄くすることができる。

　ギャップＧは、例えば５００μｍ以下の有限値である。ギャップＧは、例えば１０ｎｍ以上１μｍ以下である。例えばギャップＧが２００ｎｍ以下の場合、第１電極１１と第２電極１２とが接触する可能性が高くなる。また、ギャップＧが１μｍよりも大きい場合、各電極１１、１２の間に発生する電界が弱まる可能性がある。これらのため、ギャップＧは、２００ｎｍよりも大きく、１μｍ以下であることが好ましい。

　＜中間部１４＞
　中間部１４は、例えば図１（ｂ）に示すように、第２方向Ｘ及び第３方向Ｙに沿った平面に延在する。中間部１４は、各電極１１、１２の間に形成された空間１４０内に設けられる。中間部１４は、各電極１１、１２の互いに対向する主面に接するほか、例えば各電極１１、１２の側面に接してもよい。

　微粒子１４１は、不導体層１４２に分散され、例えば一部が不導体層１４２から露出してもよい。微粒子１４１は、例えばギャップＧ内に充填され、微粒子１４１の隙間に不導体層１４２が設けられてもよい。微粒子１４１の粒子径は、例えばギャップＧよりも小さい。微粒子１４１の粒子径は、例えばギャップＧの１／１０以下の有限値とされる。微粒子１４１の粒子径を、ギャップＧの１／１０以下とすると、空間１４０内に微粒子１４１を含む中間部１４を、形成しやすくなる。これにより、発電素子１を生成する際、作業性を向上させることが可能となる。

　ここで、「微粒子」とは、複数の粒子を含んだものを示す。微粒子１４１は、例えば２ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の粒子径を有する粒子を含む。微粒子１４１は、例えば、メディアン径（中央径：Ｄ５０）が３ｎｍ以上２０ｎｍ以下の粒子径を有する粒子を含んでもよいほか、例えば平均粒径が３ｎｍ以上２０ｎｍ以下の粒子径を有する粒子を含んでもよい。メディアン径又は平均粒径は、例えば粒度分布計測器を用いることで、測定することができる。粒度分布計測器としては、例えば、動的光散乱法を用いた粒度分布計測器（例えばMalvern Panalytical 製ゼータサイザーUltra等）を用いればよい。

　微粒子１４１は、例えば導電物を含み、用途に応じて任意の材料が用いられる。微粒子１４１は、１種類の材料を含むほか、用途に応じて複数の材料を含んでもよい。微粒子１４１の仕事関数の値は、例えば、第１電極１１の仕事関数の値と、第２電極１２の仕事関数の値との間にあるほか、例えば第１電極１１の仕事関数の値と、第２電極１２の仕事関数の値との間以外であってもよく、任意である。

　微粒子１４１は、例えば金属を含む。微粒子１４１として、例えば金、銀等の１種類の材料を含有する粒子のほか、例えば２種類以上の材料を含有した合金の粒子が用いられてもよい。

　微粒子１４１は、例えば金属酸化物を含む。金属酸化物を含む微粒子１４１として、例えばジルコニア（ＺｒＯ_２）、チタニア（ＴｉＯ_２）、シリカ（ＳｉＯ_２）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_５）、酸化銅（ＣｕＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、イットリア（Ｙ_２Ｏ_３）、酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ_３）、酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）、酸化タングステン（ＷＯ_３）、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）、セリア（ＣｅＯ_２）、酸化アンチモン（Ｓｂ_２Ｏ_５、Ｓｂ_２Ｏ_３）などの、金属及びＳｉからなる群より選ばれる少なくとも何れか１つの元素の金属酸化物が用いられる。微粒子１４１は、例えば誘電体を含んでもよい。

　微粒子１４１は、例えば磁性体を除く金属酸化物を含んでもよい。例えば微粒子１４１が、磁性体を示す金属酸化物を含む場合、発電素子１の設置された環境に起因して発生する磁場により、微粒子１４１の移動が制限され得る。このため、微粒子１４１は、磁性体を除く金属酸化物を含むことで、外部環境に起因する磁場の影響を受けずに、経時に伴う発電量の低下を抑制することが可能となる。

　微粒子１４１は、例えば被膜１４１ａを表面に含む。被膜１４１ａの厚さは、例えば２０ｎｍ以下の有限値である。このような被膜１４１ａを微粒子１４１の表面に設けることで、例えば不導体層１４２に分散させる際の凝集を抑制することができる。また、このような被膜１４１ａを微粒子１４１の表面に設けることで、微粒子１４１が第１電極１１及び第２電極１２の少なくとも何れかに直接接触するのを防止することが可能となる。

　被膜１４１ａとして、例えばチオール基又はジスルフィド基を有する材料が用いられる。チオール基を有する材料として、例えばドデカンチオール等のアルカンチオールが用いられる。ジスルフィド基を有する材料として、例えばアルカンジスルフィド等が用いられる。

　不導体層１４２は、各電極１１、１２の間に設けられ、例えば各電極１１、１２に接する。不導体層１４２の厚さは、例えば５００μｍ以下の有限値である。不導体層１４２の厚さは、上述したギャップＧの値やバラつきに影響する。このため、例えば不導体層１４２の厚さが２００ｎｍ以下の場合、第１電極１１と第２電極１２とが接触する可能性が高くなる。また、不導体層１４２の厚さが１μｍよりも大きい場合、各電極１１、１２の間に発生する電界が弱まる可能性がある。これらのため、不導体層１４２の厚さは、２００ｎｍよりも大きく、１μｍ以下であることが好ましい。

　不導体層１４２は、例えば１種類の材料を含むほか、用途に応じて複数の材料を含んでもよい。不導体層１４２として、例えばＩＳＯ１０４３－１、又はＪＩＳ　Ｋ　６８９９－１に記載の材料が用いられてもよい。不導体層１４２は、例えば異なる材料を含む複数の層を含み、各層を積層した構成を含んでもよい。不導体層１４２が複数の層を含む場合、例えば各層にはそれぞれ異なる材料を含む微粒子１４１が内包（例えば分散）されてもよい。

　不導体層１４２は、絶縁性を有する。不導体層１４２に用いられる材料は、微粒子１４１を分散した状態で固定できる絶縁性材料であれば、任意であるが、有機高分子化合物が好ましい。不導体層１４２が有機高分子化合物を含む場合、不導体層１４２をフレキシブルに形成できるため、湾曲や屈曲等の用途に応じた形状を有する発電素子１を形成することができる。

　有機高分子化合物としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ（メタ）アクリレート、ラジカル重合系の光または熱硬化性樹脂、光カチオン重合系の光または熱硬化性樹脂、あるいはエポキシ樹脂、アクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ノボラック樹脂、ポリフッ化ビニリデンなどを用いることができる。

　なお、例えば不導体層１４２として、無機物質が用いられてもよい。無機物質として、例えばゼオライトや珪藻土等の多孔無機物質のほか、籠状分子等が挙げられる。

　＜第１基板１５、第２基板１６＞
　第１基板１５及び第２基板１６は、例えば図１（ａ）に示すように、各電極１１、１２及び中間部１４を挟み、第１方向Ｚに離間して設けられる。第１基板１５は、例えば第１電極１１と接し、第２電極１２と離間する。第１基板１５は、第１電極１１を固定する。第２基板１６は、第２電極１２と接し、第１電極１１と離間する。第２基板１６は、第２電極１２を固定する。

　各基板１５、１６の第１方向Ｚに沿った厚さは、例えば１０μｍ以上２ｍｍ以下である。各基板１５、１６の厚さは、任意に設定することができる。各基板１５、１６の形状は、例えば正方形や長方形の四角形のほか、円盤状等でもよく、用途に応じて任意に設定することができる。

　各基板１５、１６として、例えば絶縁性を有する板状の部材を用いることができ、例えばシリコン、石英、パイレックス（登録商標）等の公知の部材を用いることができる。各基板１５、１６は、例えばフィルム状の部材が用いられてもよく、例えばＰＥＴ（polyethylene terephthalate）、ＰＣ（polycarbonate）、及びポリイミド等の公知のフィルム状部材が用いられてもよい。

　各基板１５、１６として、例えば導電性を有する部材を用いることができ、例えば鉄、アルミニウム、銅、又はアルミニウムと銅との合金等を挙げることができる。また、各基板１５、１６としては、例えばＳｉ、ＧａＮ等の導電性を有する半導体の他、導電性高分子等の部材を用いてもよい。各基板１５、１６に導電性を有する部材を用いる場合、各電極１１、１２に接続するための配線が不要となる。

　例えば、第１基板１５が半導体の場合、第１電極１１と接する縮退部を有してもよい。この場合、縮退部を有しない場合に比べて、第１電極１１と第１基板１５との間における接触抵抗を低減させることができる。また、第１基板１５は、第１電極１１と接する面とは異なる表面に、縮退部を有してもよい。この場合、第１基板１５と電気的に接続される配線（例えば第１配線１０１）との接触抵抗を低減させることができる。

　例えば図１（ａ）に示す発電素子１を複数用いて積層する場合、第１基板１５及び第２基板１６として、半導体を用いてもよい。この場合、各発電素子１の積層に伴い接する各基板１５、１６の接触面に縮退部を設けることで、接触抵抗を低減させることができる。

　上述した縮退部は、例えばｎ型のドーパントを高濃度に半導体にイオン注入することや、ｎ型のドーパントを含むガラスなどの材料を半導体にコーティングし、コーティング後に熱処理を行うことによって生成される。

　なお、半導体の第１基板１５にドープされる不純物として、ｎ型であればＰ、Ａｓ、Ｓｂ等、ｐ型であればＢ、Ｂａ、Ａｌ等の公知の不純物が挙げられる。また、縮退部の不純物の濃度は、例えば、１×１０^１９イオン／ｃｍ^３であれば、電子を効率よく放出させることができる。

　例えば、第１基板１５が半導体の場合、第１基板１５の比抵抗値は、例えば１×１０^－６Ω・ｃｍ以上１×１０^６Ω・ｃｍ以下であればよい。第１基板１５の比抵抗値が１×１０^－６Ω・ｃｍを下回ると、材料の選定が難しい。また、第１基板１５の比抵抗値が１×１０^６Ω・ｃｍよりも大きいと、電流のロスが増大する懸念がある。

　なお、上記では、第１基板１５が半導体の場合について説明したが、第２基板１６が半導体でもよい。この場合、上記と同様のため、説明を省略する。

　なお、発電素子１は、例えば図５（ａ）に示すように第１基板１５のみを備えるほか、第２基板１６のみを備えてもよい。また、発電素子１は、例えば図５（ｂ）に示すように、各基板１５、１６を備えずに、第１電極１１、中間部１４、及び第２電極１２の順に複数積層された積層構造（例えば１ａ、１ｂ、１ｃ等）を示すほか、例えば各基板１５、１６の少なくとも何れかを備えた積層構造を示してもよい。

　＜発電素子１の動作例＞
　例えば、熱エネルギーが発電素子１に与えられると、第１電極１１と第２電極１２との間に電流が発生し、熱エネルギーが電気エネルギーに変換される。第１電極１１と第２電極１２との間に発生する電流量は、熱エネルギーに依存する他、第２電極１２の仕事関数と、第１電極１１の仕事関数との差に依存する。

　発生する電流量は、例えば第１電極１１と第２電極１２との仕事関数差を大きくすること、及びギャップＧを小さくすることで、増やすことができる。例えば、発電素子１が発生させる電気エネルギーの量は、上記仕事関数差を大きくすること、及び上記ギャップＧを小さくすること、の少なくとも何れか１つを考慮することで、増加させることができる。また、各電極１１、１２の間に、微粒子１４１を設けることで、各電極１１、１２の間を移動する電子の量を増大させることができ、電流量の増加に繋げることが可能となる。

　なお、「仕事関数」とは、固体内にある電子を真空中に取出すために必要な最小限のエネルギーを示す。仕事関数は、例えば、紫外光電子分光法（ＵＰＳ：Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy）、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ：X-ray Photoelectron Spectroscopy）やオージェ電子分光法（ＡＥＳ：Auger Electron Spectroscopy）を用いて測定することができる。なお、「仕事関数」として、発電素子１の各構成を対象とした実測値が用いられるほか、例えば材料に対して計測された公知の値が用いられてもよい。

（第１実施形態：発電素子１の製造方法）
　次に、第１実施形態における発電素子１の製造方法の一例を説明する。図３は、第１実施形態における発電素子１の製造方法の一例を示すフローチャートである。

　発電素子１の製造方法は、素子形成工程Ｓ１００を備え、例えば封止材形成工程Ｓ１４０を備えてもよい。

　＜素子形成工程Ｓ１００＞
　素子形成工程Ｓ１００は、第１電極１１、中間部１４、及び第２電極１２をそれぞれ形成して素子を形成する。素子形成工程Ｓ１００は、例えば第１電極１１、中間部１４、及び第２電極１２をそれぞれ複数積層してもよい。素子形成工程Ｓ１００では、例えば公知の形成技術を用いて、第１電極１１、中間部１４、及び第２電極１２をそれぞれ形成する。素子形成工程Ｓ１００は、例えば第１電極形成工程Ｓ１１０と、中間部形成工程Ｓ１２０と、第２電極形成工程Ｓ１３０とを含む。

　＜第１電極形成工程Ｓ１１０＞
　第１電極形成工程Ｓ１１０は、第１電極１１を形成する。第１電極形成工程Ｓ１１０は、例えば図４（ａ）に示すように、第１基板１５の上に第１電極１１を形成する。第１電極１１は、例えば減圧環境下におけるスパッタリング法又は真空蒸着法により形成されるほか、公知の電極形成技術を用いて形成される。なお、第１電極形成工程Ｓ１１０では、例えば第１基板１５の代わりに、延伸された電極材料を任意の大きさに加工することで、第１電極１１を形成してもよい。この場合、第１基板１５を用いなくてもよい。

　例えば第１基板１５としてフィルム状の部材を用いた場合、第１電極１１を第１基板１５の上に塗布し、第１基板１５及び第１電極１１をロール状に巻き取ることができる。その後、例えば後述する中間部形成工程Ｓ１２０、第２電極形成工程Ｓ１３０、及び封止材形成工程Ｓ１４０の少なくとも何れかの前後において、用途に応じた面積に切断してもよい。

　＜中間部形成工程Ｓ１２０＞
　中間部形成工程Ｓ１２０は、例えば図４（ｂ）に示すように、第１電極１１の上に、不導体層１４２を含む中間部１４を形成する。中間部形成工程Ｓ１２０は、例えば微粒子１４１を内包した不導体材料を、第１電極１１の表面に塗布し、不導体材料を硬化させることで不導体層１４２を形成する。これにより、微粒子１４１を内包した不導体層１４２を含む中間部１４が形成される。

　中間部形成工程Ｓ１２０は、例えばスクリーン印刷法やスピンコート法等の公知の塗布技術により、第１電極１１の表面に絶縁材料を塗布する。絶縁材料を塗布する膜厚は、上述したギャップＧの設計に伴い任意に設定することができる。

　絶縁材料として、エポキシ樹脂等のような公知の絶縁性を有する高分子材料が用いられる。絶縁材料として、熱硬化性樹脂が用いられるほか、例えば紫外線硬化樹脂が用いられる。中間部形成工程Ｓ１２０は、絶縁材料の特性に応じて、塗布された絶縁材料に対して加熱やＵＶ照射等を行い、不導体層１４２を形成してもよい。

　中間部形成工程Ｓ１２０は、例えば任意の無機物質材料の中に微粒子材料を混ぜ、レーザ照射を実施してもよい。これにより、不導体層１４２内に分散された微粒子１４１が形成され、中間部１４を形成される。

　＜第２電極形成工程Ｓ１３０＞
　第２電極形成工程Ｓ１３０は、例えば図４（ｃ）に示すように、不導体層１４２の上に、第２電極１２を形成する。第２電極１２は、例えば第１電極１１よりも低い仕事関数を有する材料を用いて形成される。第２電極１２は、例えばスクリーン印刷法、蒸着法等の公知の電極形成技術を用いて形成される。

　第２電極形成工程Ｓ１３０は、例えば不導体層１４２の表面に、減圧環境下でスパッタリング法又は真空蒸着法により形成される。この場合、第２電極１２を形成した時点で、第２電極１２の主面が大気等に曝されずに不導体層１４２に接する。このため、第２電極１２の仕事関数の変動を抑制することができる。これにより、発電量のさらなる安定化を図ることが可能となる。

　第２電極形成工程Ｓ１３０は、例えば予め第２基板１６の上に設けられた第２電極１２の表面と、不導体層１４２の表面とを当接させることで、第２電極１２を形成してもよい。この場合、不導体層１４２の表面に直接第２電極１２を形成する場合に比べて、不導体層１４２の表面状態に起因する第２電極１２の表面状態のバラつきを抑制することができる。これにより、発電量の増加を図ることが可能となる。

　例えば第２基板１６としてフィルム状の部材を用いた場合、第２電極１２を塗布した第２基板１６を準備することで実現でき、例えば第２基板１６及び第２電極１２をロール状に巻き取った状態で準備してもよい。その後、例えば後述する封止材形成工程Ｓ１４０の前後において、用途に応じた面積に切断してもよい。

　なお、第２電極形成工程Ｓ１３０は、例えば不導体層１４２の上に、第２電極１２を形成したあと、中間部１４及び第２電極１２を加熱してもよい。中間部１４及び第２電極１２の加熱は、例えば中間部形成工程Ｓ１２０における加熱の代わりに実施してもよく、中間部形成工程Ｓ１２０における加熱に加えて実施してもよい。この場合、不導体層１４２における第２電極１２と接する表面が平坦化され易くなる。このため、不導体層１４２と、第２電極１２との間における僅かな隙間の発生を抑制することができる。これにより、発電量の増加を図ることが可能となる。

　＜封止材形成工程Ｓ１４０＞
　例えば第２電極形成工程Ｓ１３０のあと、封止材形成工程Ｓ１４０を実施してもよい。封止材形成工程Ｓ１４０は、例えば図４（ｄ）に示すように、第１電極１１、中間部１４、及び第２電極１２の少なくとも何れかと接する封止材１７を形成する。封止材１７は、モールディング法等の公知の技術を用いて形成される。

　封止材１７として、絶縁性材料が用いられ、例えばフッ素系絶縁性樹脂等の公知の絶縁性樹脂が用いられる。封止材１７を形成することで、外部環境に起因する不導体層１４２及び微粒子１４１の劣化を抑制することができる。これにより、耐久性の向上を図ることが可能となる。

　特に、中間部１４を覆うように封止材１７を形成する場合、中間部１４が外部に晒されないため、耐久性のさらなる向上を図ることが可能となる。

　上述した各工程を実施することで、本実施形態における発電素子１が形成される。なお、例えば図１（ａ）に示す第２基板１６を、第２電極１２の上に形成してもよい。また、例えば各配線１０１、１０２等を形成することで、本実施形態における発電装置１００が形成される。

　本実施形態によれば、素子形成工程Ｓ１００は、微粒子１４１を内包する不導体層１４２を含む中間部１４を備える素子を形成する。即ち、電極間（第１電極１１、第２電極１２）における微粒子１４１の移動が抑制される。このため、経時に伴い微粒子１４１が一方の電極側に偏在し、電子の移動量が減少することを抑制することができる。これにより、発電量の安定化を図ることが可能となる。

　また、本実施形態によれば、例えば封止材形成工程Ｓ１４０は、第２電極形成工程Ｓ１３０のあと、第１電極１１、中間部１４、及び第２電極１２の少なくとも何れかと接する封止材１７を形成してもよい。この場合、外部環境に起因する不導体層１４２及び微粒子１４１の劣化を抑制することができる。これにより、耐久性の向上を図ることが可能となる。

　また、本実施形態によれば、例えば第２電極形成工程Ｓ１３０は、不導体層１４２の表面に、減圧環境下で第２電極１２を形成してもよい。この場合、第２電極１２の仕事関数の変動を抑制することができる。これにより、発電量のさらなる安定化を図ることが可能となる。

　また、本実施形態によれば、例えば第２電極形成工程Ｓ１３０は、予め第２基板１６の上に設けられた第２電極１２の表面と、不導体層１４２の表面とを当接させることを含んでもよい。この場合、不導体層１４２の表面に直接第２電極１２を形成する場合に比べて、不導体層１４２の表面状態に起因する第２電極１２の表面状態のバラつきを抑制することができる。これにより、発電量の増加を図ることが可能となる。

　また、本実施形態によれば、例えば不導体層１４２は、有機高分子化合物を含んでもよい。この場合、不導体層１４２をフレキシブルに形成できる。これにより、用途に応じた形状を有する発電素子１を形成することが可能となる。

　また、本実施形態によれば、微粒子１４１を内包する不導体層１４２を含む中間部１４を備える。即ち、不導体層１４２により、電極間（第１電極１１、第２電極１２）における微粒子１４１の移動が抑制される。このため、経時に伴い微粒子１４１が一方の電極側に偏在し、電子の移動量が減少することを抑制することができる。これにより、発電量の安定化を図ることが可能となる。

　また、本実施形態によれば、不導体層１４２は、第１電極１１及び第２電極１２を支持する。このため、不導体層１４２の代わりに溶媒等を用いた場合に比べて、電極間の距離（ギャップ）を維持するための支持部等を設ける必要がなく、支持部の形成精度に起因するギャップのバラつきを除くことができる。これにより、発電量のバラつきを抑制することが可能となる。

　また、本実施形態によれば、例えば微粒子１４１は、磁性体を除く金属酸化物を含んでもよい。この場合、外部環境に起因する磁場の影響を受けずに、経時に伴う発電量の低下を抑制することが可能となる。

（第２実施形態：発電素子１、発電装置１００）
　図６（ａ）は、第２実施形態における発電素子１、及び発電装置１００の第１例を示す模式断面図であり、図６（ｂ）は、第２実施形態における発電素子１、及び発電装置１００の第２例を示す模式断面図であり、図６（ｃ）は、第２実施形態における発電素子１、及び発電装置１００の第３例を示す模式断面図である。以下、第１実施形態と同様の構成については、詳細な説明を省略する。

　図６（ａ）、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように、発電素子１は、それぞれ積層された複数の素子（例えば素子１ａ、１ｂ、１ｃ）を含む積層体３と、少なくとも１つの素子と電気的に接続された第１引き出し配線１８ａ及び第２引き出し配線１８ｂと、を備える。発電素子１は、発電素子１は、例えば図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、第１基板１５、及び第２基板１６の少なくとも何れかを備えてもよい。発電素子１は、例えば図６（ｃ）に示すように、第１基板１５、及び第２基板１６が省略されてもよい。

　＜積層体３＞
　積層体３は、第１電極１１と、第２電極１２と、中間部１４とを備える素子を第１方向Ｚに複数積層して形成される。図６（ａ）及び図６（ｃ）に示すように、積層体３は、１つの第１電極１１と、１つの第２電極１２とが、第１方向Ｚに交互に積層される。図６（ｂ）に示すように、積層体３は、一対の第１電極１１と、一対の第２電極１２とが、第１方向Ｚに交互に積層される。積層体３の側面には、第１電極１１と、第２電極１２と、中間部１４と、が露出される。

　＜引き出し配線１８＞
　引き出し配線１８は、各電極１１、１２と電気的に接続される。引き出し配線１８は、第１引き出し配線１８ａと、第２引き出し配線１８ｂと、を有する。第１引き出し配線１８ａは、第１端子１１１を介して第１配線１０１に電気的に接続される。第２引き出し配線１８ｂは、第２端子１１２を介して第２配線１０２に電気的に接続される。第１引き出し配線１８ａは、絶縁部１９を挟んで、第２電極１２と離間する。第２引き出し配線１８ｂは、絶縁部１９を挟んで、第１電極１１と離間する。各引き出し配線１８ａ、１８ｂとして、導電性材料が用いられ、例えば金、銅、ニッケル等が用いられる。絶縁部１９として、公知の絶縁材料が用いられ、例えばフッ素系絶縁性樹脂等の絶縁性樹脂が用いられる。

　第１引き出し配線１８ａは、複数の第１電極１１と電気的に接続される。第２引き出し配線１８ｂは、複数の第２電極１２と電気的に接続される。このとき、発電素子１は、積層体３を有する並列型の発電素子となる。

　第１引き出し配線１８ａは、第１方向Ｚに延在し、積層体３の側面に沿って延在する。第１引き出し配線１８ａは、積層体３の側面に露出した第１電極１１及び第２電極１２の何れか一方に電気的に接続される。引き出し配線１８ａは、例えば第１電極１１に電気的に接続される。この場合、第１引き出し配線１８ａは、発電素子１の内部側に設けられないため、第１引き出し配線１８ａの劣化に伴う修理を容易に実施することができる。これにより、発電素子における利用可能期間の長期化を図ることが可能となる。なお、第１引き出し配線１８ａは、第２電極１２に電気的に接続されてもよい。

　第２引き出し配線１８ｂは、第１方向Ｚに延在し、積層体３の側面に沿って延在する。第２引き出し配線１８ｂは、積層体３の側面に露出した第１電極１１及び第２電極１２の何れか他方に電気的に接続される。引き出し配線１８ａは、例えば第１電極１１に電気的に接続される。この場合、第２引き出し配線１８ｂは、発電素子１の内部側に設けられないため、第２引き出し配線１８ｂの劣化に伴う修理を容易に実施することができる。これにより、発電素子における利用可能期間の長期化を図ることが可能となる。なお、第１引き出し配線１８ａが第２電極１２に電気的に接続される場合、第２引き出し配線１８ｂは、第１電極１１に電気的に接続されてもよい。

　第１引き出し配線１８ａ及び第２引き出し配線１８ｂは、封止材１７により覆われる。特に、第１引き出し配線１８ａ及び第２引き出し配線１８ｂを覆うように封止材１７を形成する場合、第１引き出し配線１８ａ及び第２引き出し配線１８ｂが外部に晒されないため、耐久性のさらなる向上を図ることが可能となる。

（第２実施形態：発電素子１の製造方法）
　次に、第２実施形態における発電素子１の製造方法の一例を説明する。図７は、第２実施形態における発電素子１の製造方法の一例を示すフローチャートである。

　＜素子形成工程Ｓ１００＞
　素子形成工程Ｓ１００は、第１電極１１、中間部１４、及び第２電極１２をそれぞれ形成して素子を形成し、複数の素子（例えば素子１ａ、１ｂ、１ｃ）を積層して積層体３を形成する。素子形成工程Ｓ１００では、例えば公知の形成技術を用いて、第１電極１１、中間部１４、及び第２電極１２をそれぞれ形成する。素子形成工程Ｓ１００は、例えば第１電極形成工程Ｓ１１０と、中間部形成工程Ｓ１２０と、第２電極形成工程Ｓ１３０と、積層体形成工程Ｓ１３１と、引き出し配線形成工程Ｓ１３２と、を備える。

　＜第１電極形成工程Ｓ１１０＞
　第１電極形成工程Ｓ１１０は、第１電極１１を形成する。第１電極形成工程Ｓ１１０は、例えば図８（ａ）に示すように、第１基板１５の上に第１電極１１を形成する。また、第１電極形成工程Ｓ１１０は、第１基板１５の上に絶縁部１９を形成する。

　＜中間部形成工程Ｓ１２０＞
　中間部形成工程Ｓ１２０は、第１電極１１の上に、不導体層１４２を含む中間部１４を形成する。中間部形成工程Ｓ１２０は、例えば微粒子１４１を内包した不導体材料を、第１電極１１の表面に塗布し、不導体材料を硬化させることで不導体層１４２を形成する。これにより、微粒子１４１を内包した不導体層１４２を含む中間部１４が形成される。

　＜第２電極形成工程Ｓ１３０＞
　第２電極形成工程Ｓ１３０は、不導体層１４２の上に、第２電極１２を形成する。第２電極１２は、例えば第１電極１１よりも低い仕事関数を有する材料を用いて形成される。これにより、第１電極１１、中間部１４、及び、第２電極１２を含む素子１ａを形成する。

　＜積層体形成工程Ｓ１３１＞
　積層体形成工程Ｓ１３１は、図８（ｂ）に示すように、第１電極１１、中間部１４、及び、第２電極１２を含む素子（例えば素子１ａ、１ｂ、１ｃ）を複数積層して積層体３を形成する。積層体形成工程Ｓ１３１では、例えば素子１ｂにおける第１基板１５の上に第１電極１１を形成する。素子１ｂにおける第１電極１１の上に、不導体層１４２を含む中間部１４を形成する。素子１ｂにおける不導体層１４２の上に、第２電極１２を形成する。これにより、第１電極１１、中間部１４、及び、第２電極１２を含む素子１ｂを形成する。そして、素子１ａの第２電極１２に、素子１ｂの第１基板１５を形成し、素子１ａに素子１ｂを積層する。同様に、素子１ｃを形成し、素子１ｂに素子１ｃを積層する。このように、積層体形成工程Ｓ１３１では、第１電極形成工程Ｓ１１０と、中間部形成工程Ｓ１２０と、第２電極形成工程Ｓ１３０と、を繰り返し行うことで、積層体３を形成する。

　＜引き出し配線形成工程Ｓ１３２＞
　引き出し配線形成工程Ｓ１３２は、図８（ｃ）に示すように、少なくとも１つの素子に電気的に接続される第１引き出し配線１８ａ及び第２引き出し配線１８ｂを形成する。引き出し配線形成工程Ｓ１３２は、例えば複数の第１電極１１に電気的に接続される第１引き出し配線１８ａを形成し、複数の第２電極１２に電気的に接続される第２引き出し配線１８ｂを形成する。引き出し配線形成工程Ｓ１３２は、例えば積層体３の側面に露出した第１電極１１及び第２電極１２の少なくとも何れかに電気的に接続される第１引き出し配線１８ａ及び第２引き出し配線１８ｂを、積層体３の側面に沿って延在させる。引き出し配線形成工程Ｓ１３２は、第１引き出し配線１８ａを、積層体３の側面に露出した第１電極１１及び第２電極１２の何れか一方に電気的に接続する。引き出し配線形成工程Ｓ１３２は、第２引き出し配線１８ｂを、積層体３の側面に露出した第１電極１１及び第２電極１２の何れか他方に電気的に接続する。引き出し配線形成工程Ｓ１３２は、例えばスパッタリング法等の公知の配線形成技術を用いて各引き出し配線１８ａ、１８ｂを形成する。

　＜封止材形成工程Ｓ１４０＞
　例えば引き出し配線形成工程Ｓ１３２のあと、封止材形成工程Ｓ１４０を実施してもよい。封止材形成工程Ｓ１４０は、例えば図８（ｄ）に示すように、第１引き出し配線１８ａ及び第２引き出し配線１８ｂを覆うように封止材１７を形成する。なお、封止材形成工程Ｓ１４０は、第１電極１１、中間部１４、及び第２電極１２と接する封止材１７を形成してもよい。

　上述した各工程を実施することで、本実施形態における発電素子１が形成される。なお、例えば第２基板１６を、第２電極１２の上に形成してもよい。また、例えば各配線１０１、１０２等を形成することで、本実施形態における発電装置１００が形成される。

　特に、本実施形態によれば、例えば引き出し配線形成工程Ｓ１３２は、複数の第１電極１１に電気的に接続される第１引き出し配線１８ａを形成し、複数の第２電極１２に電気的に接続される第２引き出し配線１８ｂを形成してもよい。この場合、発電素子１は、並列型の発電素子となる。これにより、直列型の発電素子の場合と比べて、高電流化を図ることができる。

　特に、本実施形態によれば、例えば引き出し配線形成工程Ｓ１３２は、積層体３の側面に沿って第１引き出し配線１８ａ及び第２引き出し配線１８ｂを延在させることを含み、第１引き出し配線１８ａは、積層体３の側面に露出した第１電極１１及び第２電極１２の何れかと電気的に接続されてもよい。即ち、第１引き出し配線１８ａは、発電素子１の内部側に設けることなく、第１電極１１及び第２電極１２の何れかに接続することができる。これにより、製造工程の簡略化が可能となる。

　特に、本実施形態によれば、例えば引き出し配線形成工程Ｓ１３２は、積層体３の側面に沿って第１引き出し配線１８ａ及び第２引き出し配線１８ｂを延在させることを含み、第２引き出し配線１８ｂは、積層体３の側面に露出した第１電極１１及び第２電極１２の何れかと電気的に接続されてもよい。即ち、第２引き出し配線１８ｂは、発電素子１の内部側に設けることなく、第１電極１１及び第２電極１２の何れかに接続することができる。これにより、製造工程の簡略化が可能となる。

　特に、本実施形態によれば、例えば第１引き出し配線１８ａ及び第２引き出し配線１８ｂは、積層体３の側面に沿って延在し、第１引き出し配線１８ａは、第１電極１１及び第２電極１２の何れかと電気的に接続されてもよい。即ち、第１引き出し配線１８ａは、発電素子１の内部側に設けられないため、第１引き出し配線１８ａの劣化に伴う修理を容易に実施することができる。これにより、発電素子における利用可能期間の長期化を図ることが可能となる。

　特に、本実施形態によれば、例えば第１引き出し配線１８ａ及び第２引き出し配線１８ｂは、積層体３の側面に沿って延在し、第２引き出し配線１８ｂは、第１電極１１及び第２電極１２の何れかと電気的に接続されてもよい。即ち、第２引き出し配線１８ｂは、発電素子１の内部側に設けられないため、第２引き出し配線１８ｂの劣化に伴う修理を容易に実施することができる。これにより、発電素子における利用可能期間の長期化を図ることが可能となる。

（第３実施形態：発電素子１、発電装置１００）
　図９は、第３実施形態における発電素子１、及び発電装置１００の一例を示す模式断面図である。

　発電素子１は、例えば図９に示すように、第１電極１１と、第２電極１２と、中間部１４と、引き出し配線１８と、を備える。発電素子１は、更に配線層２３を備えてもよい。発電素子１は、第１基板１５、及び第２基板１６の少なくとも何れかを備えてもよい。

　＜引き出し配線１８＞
　引き出し配線１８は、例えば各基板１５、１６に第１方向Ｚに貫通される貫通孔２５に設けられ、各電極１１、１２及び配線層２３と電気的に接続される。引き出し配線１８は、例えば各貫通孔２５に充填されて設けられる。また、引き出し配線１８は、例えば各貫通孔２５の内周面に設けられてもよい。引き出し配線１８は、中間部１４と接してもよい。貫通孔２５は、第１基板１５を貫通する第１貫通孔２５ａと、第２基板１６を貫通する第２貫通孔２５ｂと、を有する。

　引き出し配線１８は、例えば第１引き出し配線１８ａ及び第２引き出し配線１８ｂの少なくとも何れかを有する。第１引き出し配線１８ａは、第１基板１５を貫通する第１貫通孔２５ａを介して、第１電極１１及び第１配線層２３ａと電気的に接続される。このため、第１引き出し配線１８ａと第１電極１１との接続箇所は、発電素子１の内部側に設けられる。第２引き出し配線１８ｂは、第２基板１６を貫通する第２貫通孔２５ｂを介して、第２電極１２及び第２配線層２３ｂと電気的に接続される。このため、第２引き出し配線１８ｂと第２電極１２との接続箇所は、発電素子１の内部側に設けられる。上記接続箇所は、各引き出し配線１８ａ、１８ｂのうち特に劣化し易い部分であり、接続箇所を発電素子１の内部側に設けることで、発電素子１の耐久性を高めることが可能となる。

　引き出し配線１８は、例えば各貫通孔２５に充填されて設けられる。なお、引き出し配線１８は、例えば各貫通孔２５の内周面に設けられ、１００ｎｍ以上１０μｍ以下の厚さで形成されてもよい。引き出し配線１８の材料として、導電性材料が用いられ、例えば金、銅、ニッケル等が用いられる。

　＜配線層２３＞
　配線層２３は、発電素子１の外部側（表面）に設けられる。

　配線層２３は、例えば第１配線層２３ａ及び第２配線層２３ｂの少なくとも何れかを有する。第１配線層２３ａは、第１基板１５における第１電極１１が設けられる主面に対向する主面上に設けられる。すなわち、第１基板１５は、第１配線層２３ａと第１電極１１との間に挟まれる。第１配線層２３ａは、第１引き出し配線１８ａを覆うように形成される。第２配線層２３ｂは、第２基板１６における第２電極１２が設けられる主面に対向する主面上に設けられる。すなわち、第２基板１６は、第２配線層２３ｂと第２電極１２との間に挟まれる。第２配線層２３ｂは、第２引き出し配線１８ｂを覆うように形成される。

　配線層２３の第１方向Ｚに沿った厚さは、例えば１００ｎｍ以上１０μｍ以下である。配線層２３の材料として、導電性材料が用いられ、例えば金が用いられるほか、金及びクロムの積層体、又は金及びニッケルの積層体が用いられる。

　＜第３実施形態：発電素子１の製造方法＞
　次に、発電素子１の製造方法の一例を、説明する。図１０は、本実施形態に係る発電素子１の製造方法の一例を示すフローチャートである。図１１（ａ）～図１２（ｃ）は、本実施形態に係る発電素子１の製造方法の一例を示す模式断面図である。

　＜素子形成工程Ｓ１００＞
　素子形成工程Ｓ１００は、第１電極１１、中間部１４、及び第２電極１２をそれぞれ形成して素子を形成する。素子形成工程Ｓ１００は、例えば第１電極１１、中間部１４、及び第２電極１２をそれぞれ複数積層してもよい。素子形成工程Ｓ１００では、例えば公知の形成技術を用いて、第１電極１１、中間部１４、及び第２電極１２をそれぞれ形成する。素子形成工程Ｓ１００は、例えば引き出し配線形成工程Ｓ１３２と、第１電極形成工程Ｓ１１０と、中間部形成工程Ｓ１２０と、第２電極形成工程Ｓ１３０とを備える。素子形成工程Ｓ１００は、例えば配線層形成工程Ｓ１３３を更に備えてもよい。

　＜引き出し配線形成工程Ｓ１３２＞
　引き出し配線形成工程Ｓ１３２は、図１１（ａ）に示すように、第１基板１５に第１貫通孔２５ａを形成し、第１貫通孔２５ａに第１引き出し配線１８ａを形成する。また、引き出し配線形成工程Ｓ１３２は、図１１（ｂ）に示すように、第２基板１６に第２貫通孔２５ｂを形成し、第２貫通孔２５ｂに第２引き出し配線１８ｂを形成する。各貫通孔２５ａ、２５ｂ及び各引き出し配線１８ａ、１８ｂは、１つ以上設けられる。

　＜配線層形成工程Ｓ１３３＞
　次に、配線層形成工程Ｓ１３３は、図１１（ｃ）に示すように、第１引き出し配線１８ａを覆うように、第１基板１５における一方の主面に第１配線層２３ａを形成する。また、配線層形成工程Ｓ１３３は、図１１（ｄ）に示すように、第２引き出し配線１８ｂを覆うように、第２基板１６における一方の主面に第２配線層２３ｂを形成する。各配線層２３ａ、２３ｂは、例えば第１方向Ｚから見て、例えば四角形状に形成され、形状は任意である。

　＜第１電極形成工程Ｓ１１０＞
　第１電極形成工程Ｓ１１０は、図１１（ｅ）に示すように、第１基板１５の上に第１電極１１を形成する。これにより、第１電極１１は、第１引き出し配線１８ａに電気的に接続される。

　＜中間部形成工程Ｓ１２０＞
　中間部形成工程Ｓ１２０は、図１２（ａ）に示すように、第１電極１１の上に、不導体層１４２を含む中間部１４を形成する。中間部形成工程Ｓ１２０は、例えば微粒子１４１を内包した不導体材料を、第１電極１１の表面に塗布し、不導体材料を硬化させることで不導体層１４２を形成する。これにより、微粒子１４１を内包した不導体層１４２を含む中間部１４が形成される。

　＜第２電極形成工程Ｓ１３０＞
　第２電極形成工程Ｓ１３０は、図１２（ｂ）に示すように、中間部１４の上に、第２電極１２を形成する。第２電極１２は、例えば第１電極１１よりも低い仕事関数を有する材料を用いて形成される。また、第２電極形成工程Ｓ１３０は、図１１（ｆ）に示すように、予め第２基板１６の上に第２電極１２を形成しておく。これにより、第２電極１２は、第２引き出し配線１８ｂに電気的に接続される。そして、図１２（ｂ）に示すように、第２基板１６の上に形成された第２電極１２を、不導体層１４２の上に形成する。第２電極形成工程Ｓ１３０は、不導体層１４２が第１電極１１及び第２電極１２を支持する。

　＜封止材形成工程Ｓ１４０＞
　例えば第２電極形成工程Ｓ１３０のあと、封止材形成工程Ｓ１４０を実施してもよい。封止材形成工程Ｓ１４０は、例えば図１２（ｃ）に示すように、第１電極１１、中間部１４、及び第２電極１２と接する封止材１７を形成する。

　上述した各工程を実施することで、本実施形態における発電素子１が形成される。なお、例えば第２基板１６については省略することもできる。また、例えば各配線１０１、１０２等を形成することで、本実施形態における発電装置１００が形成される。

　特に、本実施形態によれば、第１基板１５を貫通し、第１電極１１と電気的に接続される第１引き出し配線１８ａを形成する引き出し配線形成工程Ｓ１３２を備える。このため、第１引き出し配線１８ａは、発電素子１の内部側で第１電極１１と接続させることができる。これにより、第１電極１１と接続される第１引き出し配線１８ａの劣化を抑制することが可能となる。

　特に、本実施形態によれば、第２基板１６を貫通し、第２電極１２と電気的に接続される第２引き出し配線１８ｂを形成する引き出し配線形成工程Ｓ１３２を備える。このため、第２引き出し配線１８ｂは、発電素子１の内部側で第２電極１２と接続させることができる。これにより、第２電極１２と接続される第２引き出し配線１８ｂの劣化を抑制することが可能となる。

　特に、本実施形態によれば、例えば第１引き出し配線１８ａを覆うように、第１基板１５における一方の主面に第１配線層２３ａを形成する配線層形成工程Ｓ１３３を備えてもよい。この場合、第１引き出し配線１８ａは、外部に晒されない。これにより、第１電極１１と接続される第１引き出し配線１８ａの劣化を更に抑制することが可能となる。

　特に、本実施形態によれば、例えば第２引き出し配線１８ｂを覆うように、第２基板１６における一方の主面に第２配線層２３ｂを形成する配線層形成工程Ｓ１３３を備えてもよい。この場合、第２引き出し配線１８ｂは、外部に晒されない。これにより、第２電極１２と接続される第２引き出し配線１８ｂの劣化を更に抑制することが可能となる。

（第４実施形態：発電素子１、発電装置１００）
　図１３（ａ）は、第４実施形態における発電素子１、及び発電装置１００の第１例を示す模式断面図であり、図１３（ｂ）は、第４実施形態における発電素子１、及び発電装置１００の第２例を示す模式断面図である。

　図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、発電素子１は、それぞれ積層された複数の素子（例えば素子１ａ、１ｂ）を含む積層体３と、少なくとも１つの素子と電気的に接続された第１引き出し配線１８ａ及び第２引き出し配線１８ｂと、を備える。発電素子１は、例えば図１３に示すように、第１基板１５、及び第２基板１６の少なくとも何れかを備える。

　＜積層体３＞
　積層体３は、第１基板１５に接する第１電極１１と、第２電極１２と、中間部１４とを備える素子を第１方向Ｚに複数積層して形成される。

　＜引き出し配線１８＞
　図１３（ａ）に示すように、第１引き出し配線１８ａは、第１基板１５を貫通し、１つの第１電極１１のみと電気的に接続される。第２引き出し配線１８ｂは、第２基板１６を貫通し、１つの第２電極１２のみと電気的に接続される。このとき、発電素子１は、直列型の発電素子となる。素子１ａにおける第２基板１６と、素子１ｂにおける第１基板１５との間には、例えば第２配線層２３ｂが形成される。素子１ａにおける第２引き出し配線１８ｂと、素子１ｂにおける第１引き出し配線１８ａとがこの第２配線層２３ｂを介して電気的に接続される。なお、素子１ａにおける第２引き出し配線１８ｂと、素子１ｂにおける第１引き出し配線１８ａとが第１配線層２３ａを介して電気的に接続されてもよい。

　図１３（ｂ）に示すように、第１引き出し配線１８ａは、第１基板１５を貫通し、複数の第１電極１１と電気的に接続される。詳細には、第１引き出し配線１８ａは、第１基板１５を貫通する第１貫通孔２５ａを介して、第１電極１１と電気的に接続される。第２引き出し配線１８ｂは、第１基板１５を貫通し、複数の第２電極１２と電気的に接続される。詳細には、第２引き出し配線１８ｂは、第１基板１５を貫通する第１貫通孔２５ａを介して、第２電極１２と電気的に接続される。このとき、発電素子１は、並列型の発電素子となる。なお、第１引き出し配線１８ａ及び第２引き出し配線１８ｂは、第２基板１６を貫通してもよい。

（第４実施形態：発電素子１の製造方法）
　次に、第４実施形態における発電素子１の製造方法の一例を説明する。図１４は、第４実施形態における発電素子１の製造方法の一例を示すフローチャートである。

　＜素子形成工程Ｓ１００＞
　素子形成工程Ｓ１００は、第１基板１５に接する第１電極１１、中間部１４、及び第２電極１２をそれぞれ形成して素子を形成し、複数の素子（例えば素子１ａ、１ｂ）を積層した積層体３を形成する。素子形成工程Ｓ１００では、例えば公知の形成技術を用いて、第１電極１１、中間部１４、及び第２電極１２をそれぞれ形成する。素子形成工程Ｓ１００は、例えば引き出し配線形成工程Ｓ１３２と、第１電極形成工程Ｓ１１０と、中間部形成工程Ｓ１２０と、第２電極形成工程Ｓ１３０と、積層体形成工程Ｓ１３１と、を備える。素子形成工程Ｓ１００は、例えば配線層形成工程Ｓ１３３を更に備えてもよい。

　素子形成工程Ｓ１００は、例えば図１５（ａ）に示すように、上述した引き出し配線形成工程Ｓ１３２と、第１電極形成工程Ｓ１１０と、中間部形成工程Ｓ１２０と、第２電極形成工程Ｓ１３０と、を行い、素子１ａを形成する。

　＜積層体形成工程Ｓ１３１＞
　積層体形成工程Ｓ１３１は、例えば図１５（ｂ）に示すように、第１基板１５に接する第１電極１１、中間部１４、及び、第２電極１２を備える素子を形成し、複数の素子（例えば素子１ａ、１ｂ）を積層して積層体３を形成する。積層体形成工程Ｓ１３１では、例えば素子１ｂにおける第１基板１５の上に第１電極１１を形成する。素子１ｂにおける第１電極１１の上に、不導体層１４２を含む中間部１４を形成する。素子１ｂにおける不導体層１４２の上に、第２電極１２を形成する。これにより、第１電極１１、中間部１４、及び、第２電極１２を含む素子１ｂを形成する。そして、素子１ａの第２基板１６に第２配線層２３ｂを形成し、第２配線層２３ｂに素子１ｂの第１基板１５を形成する。これにより、素子１ａに素子１ｂを積層し、積層体３を形成する。このとき、素子１ａにおける第２基板１６の第２引き出し配線１８ｂと、素子１ｂにおける第１基板１５の第１引き出し配線１８ａとを第２配線層２３ｂを介して電気的に接続する。このように、積層体形成工程Ｓ１３１では、引き出し配線形成工程Ｓ１３２と、第１電極形成工程Ｓ１１０と、中間部形成工程Ｓ１２０と、第２電極形成工程Ｓ１３０と、を繰り返し行うことで、積層体３を形成する。

　＜配線層形成工程Ｓ１３３＞
　例えば積層体形成工程Ｓ１３１のあと、配線層形成工程Ｓ１３３は、例えば図１６（ａ）に示すように、第１引き出し配線１８ａを覆うように、積層体３の最も外側に配置される第１基板１５における一方の主面に第１配線層２３ａを形成する。また、配線層形成工程Ｓ１３３は、第２引き出し配線１８ｂを覆うように、積層体３の最も外側に配置される第２基板１６における一方の主面に第２配線層２３ｂを形成する。

　＜封止材形成工程Ｓ１４０＞
　例えば配線層形成工程Ｓ１３３のあと、封止材形成工程Ｓ１４０を実施してもよい。封止材形成工程Ｓ１４０は、例えば図１６（ｂ）に示すように、第１電極１１、中間部１４、及び第２電極１２と接する封止材１７を形成する。

　特に、本実施形態によれば、例えば引き出し配線形成工程Ｓ１３２は、１つの第１電極１１のみに電気的に接続される第１引き出し配線１８ａを形成し、１つの第２電極１２のみに電気的に接続される第２引き出し配線１８ｂを形成してもよい。この場合、発電素子１は、直列型の発電素子となる。これにより、並列型の発電素子の場合と比べて、高電圧化を図ることができる。

　特に、本実施形態によれば、例えば引き出し配線形成工程Ｓ１３２は、複数の第１電極１１に電気的に接続される第１引き出し配線１８ａを形成し、複数の第２電極１２に電気的に接続される第２引き出し配線１８ｂを形成する。このため、発電素子１は、並列型の発電素子となる。これにより、直列型の発電素子の場合と比べて、高電流化を図ることができる。

　特に、本実施形態によれば、例えば第１基板１５を貫通し、第１電極１１と電気的に接続される第１引き出し配線１８ａを形成する引き出し配線形成工程Ｓ１３２を備えてもよい。このため、第１引き出し配線１８ａは、発電素子１の内部側で第１電極１１と接続させることができる。これにより、第１電極１１と接続される第１引き出し配線１８ａの劣化を抑制することが可能となる。

　特に、本実施形態によれば、例えば第２基板１６を貫通し、第２電極１２と電気的に接続される第２引き出し配線１８ｂを形成する引き出し配線形成工程Ｓ１３２を備えてもよい。このため、第２引き出し配線１８ｂは、発電素子１の内部側で第２電極１２と接続させることができる。これにより、第２電極１２と接続される第２引き出し配線１８ｂの劣化を抑制することが可能となる。

（第５実施形態：発電素子１、発電装置１００）
　次に、第５実施形態における発電素子１について説明する。上述した実施形態と、本実施形態における発電素子１との違いは、図１７に示すように、第１引き出し配線１８ａを介して電気的に接続される第１電極１１と第２電極１２とが両側に接する第１基板１５を複数備える点である。なお、上述した構成と同様の内容については、説明を省略する。

　本実施形態における発電素子１では、第１基板１５を挟んで両側に第１電極１１と第２電極１２とが接する。第１基板１５を挟んで両側の第１電極１１と第２電極１２とは、第１引き出し配線１８ａを介して互いに電気的に接続される。発電素子１は、一方の第１基板１５に接する第１電極１１と、他方の第１基板１５に接する第２電極１２と、の間に中間部１４が形成される。

　第１引き出し配線１８ａは、第１基板１５を貫通し、第１電極１１と第２電極１２とに電気的に接続される。

　発電素子１の最も外側に配置される第１電極１１は、第１配線層２３ａが設けられてもよい。発電素子１の最も外側に配置される第２電極１２は、第１配線層２３ａが設けられてもよい。

　＜第５実施形態：発電素子１の製造方法＞
　次に、発電素子１の製造方法の一例を、説明する。図１８（ａ）～図１９（ｂ）は、本実施形態に係る発電素子１の製造方法の一例を示す模式断面図である。

　＜素子形成工程Ｓ１００＞
　素子形成工程Ｓ１００は、第１電極１１、中間部１４、及び第２電極１２をそれぞれ形成して素子を形成する。素子形成工程Ｓ１００では、例えば公知の形成技術を用いて、第１電極１１、中間部１４、及び第２電極１２をそれぞれ形成する。素子形成工程Ｓ１００は、例えば引き出し配線形成工程Ｓ１３２と、第１電極形成工程Ｓ１１０と、中間部形成工程Ｓ１２０と、第２電極形成工程Ｓ１３０とを備える。素子形成工程Ｓ１００は、例えば配線層形成工程Ｓ１３３を更に備えてもよい。

　＜引き出し配線形成工程Ｓ１３２＞
　引き出し配線形成工程Ｓ１３２は、図１８（ａ）に示すように、第１基板１５に第１貫通孔２５ａを形成し、第１貫通孔２５ａに第１引き出し配線１８ａを形成する。

　＜第１電極形成工程Ｓ１１０＞
　第１電極形成工程Ｓ１１０は、図１８（ｂ）に示すように、第１基板１５を挟むように、第１電極１１と第２電極１２とを形成する。これにより、第１電極１１と第２電極１２は、第１引き出し配線１８ａに電気的に接続される。第１電極１１と第２電極１２とが接する第１基板１５を複数形成する。

　＜配線層形成工程Ｓ１３３＞
　次に、配線層形成工程Ｓ１３３は、図１８（ｃ）に示すように、一方の第１基板１５の第２電極１２を覆うように第１配線層２３ａを形成する。また、配線層形成工程Ｓ１３３は、図１８（ｄ）に示すように、他方の第１基板１５の第１電極１１を覆うように第１配線層２３ａを形成する。

　＜中間部形成工程Ｓ１２０＞
　中間部形成工程Ｓ１２０は、図１９（ａ）に示すように、一方の第１基板１５に接する第１電極１１の上に、不導体層１４２を含む中間部１４を形成する。中間部形成工程Ｓ１２０は、例えば微粒子１４１を内包した不導体材料を、第１電極１１の表面に塗布し、不導体材料を硬化させることで不導体層１４２を形成する。これにより、微粒子１４１を内包した不導体層１４２を含む中間部１４が形成される。

　＜第２電極形成工程Ｓ１３０＞
　第２電極形成工程Ｓ１３０は、図１９（ｂ）に示すように、中間部１４の上に、他方の第１基板１５に接する第２電極１２を形成する。第２電極形成工程Ｓ１３０は、図１９（ｂ）に示すように、第２基板１６の上に形成された第２電極１２を、不導体層１４２の上に形成する。第２電極形成工程Ｓ１３０は、不導体層１４２が第１電極１１及び第２電極１２を支持する。

　＜封止材形成工程Ｓ１４０＞
　例えば第２電極形成工程Ｓ１３０のあと、封止材形成工程Ｓ１４０を実施してもよい。封止材形成工程Ｓ１４０は、第１電極１１、中間部１４、及び第２電極１２と接する封止材１７を形成する。

　上述した各工程を実施することで、本実施形態における発電素子１が形成される。また、例えば各配線１０１、１０２等を形成することで、本実施形態における発電装置１００が形成される。

　特に、本実施形態によれば、第１引き出し配線１８ａを介して電気的に接続される第１電極１１と第２電極１２が両側に接する複数の第１基板１５と、一方の前記第１基板に接する前記第１電極と他方の前記第１基板に接する前記第２電極との間に形成される中間部１４と、を備える素子を形成する。このため、中間部１４を挟んで両側の第１基板１５を区別することなく用いることができる。これにより、発電素子１の製造効率を向上させることが可能となる。

（第６実施形態：発電素子１、発電装置１００）
　次に、第６実施形態における発電素子１について説明する。上述した実施形態と、本実施形態における発電素子１との違いは、図２０に示すように、第１引き出し配線１８ａを介して電気的に接続される第１電極１１と第２電極１２とが両側に接する複数の第１基板１５を備えた複数の素子を積層した積層体３を形成する点である。なお、上述した構成と同様の内容については、説明を省略する。

　本実施形態における発電素子１では、第５実施形態と同様に、第１基板１５を挟んで両側に第１電極１１と第２電極１２とが接する。第１基板１５を挟んで両側の第１電極１１と第２電極１２とは、第１引き出し配線１８ａを介して互いに電気的に接続される。発電素子１は、一方の第１基板１５に接する第１電極１１と、他方の第１基板１５に接する第２電極１２と、の間に中間部１４が形成される。

（第６実施形態：発電素子１の製造方法）
　次に、第６実施形態における発電素子１の製造方法の一例を説明する。

　素子形成工程Ｓ１００は、例えば図２１（ａ）に示すように、上述した引き出し配線形成工程Ｓ１３２と、第１電極形成工程Ｓ１１０と、中間部形成工程Ｓ１２０と、第２電極形成工程Ｓ１３０と、を行い、素子１ａを形成する。

　＜積層体形成工程Ｓ１３１＞
　積層体形成工程Ｓ１３１は、例えば図２１（ｂ）に示すように、第１基板１５に接する第１電極１１、中間部１４、及び、第２電極１２を備える素子を形成し、複数の素子（例えば素子１ａ、１ｂ）を積層して積層体３を形成する。積層体形成工程Ｓ１３１では、例えば第１基板１５に接する第１電極１１の上に、素子１ｂにおける不導体層１４２を含む中間部１４を形成する。そして、素子１ｂにおける不導体層１４２の上に、第２電極１２を形成する。これにより、第１電極１１、中間部１４、及び、第２電極１２を含む素子１ｂを形成する。

　このように、積層体形成工程Ｓ１３１では、引き出し配線形成工程Ｓ１３２と、第１電極形成工程Ｓ１１０と、中間部形成工程Ｓ１２０と、第２電極形成工程Ｓ１３０と、を繰り返し行うことで、積層体３を形成する。

　特に、本実施形態によれば、第１引き出し配線１８ａを介して電気的に接続される第１電極１１と第２電極１２が両側に接する複数の第１基板１５と、一方の第１基板１５に接する第１電極１１と他方の第１基板１５に接する第２電極１２との間に形成される中間部１４と、を備える素子１ａと素子１ｂとを積層した積層体３を形成する。このため、中間部１４を挟んで両側の第１基板１５を区別することなく用いることができる。これにより、発電素子１の製造効率を向上させることが可能となる。

　また、本実施形態によれば、素子形成工程Ｓ１００は、複数の素子１ａ、１ｂを積層した積層体３を形成する積層体形成工程Ｓ１３１を備える。素子は第１基板１５の両側に第１電極１１と第２電極１２とが接するため、複数の素子１ａ、１ｂを積層する際に、第１電極１１のみが接する第１基板１５と第２電極１２のみが接する第２基板１６とを用いた素子を積層する場合と比べて、積層体３における２つの中間部１４の距離を低減することができる。これにより、発電素子１の厚さを低減することが可能となる。

（第７実施形態：発電素子１、発電装置１００）
　次に、第７実施形態における発電素子１について説明する。上述した実施形態と、本実施形態における発電素子１との違いは、図２２に示すように、複数の素子を積層した積層体３を複数積層する点である。なお、上述した構成と同様の内容については、説明を省略する。

　本実施形態における発電素子１では、素子１ａと素子１ｂとを積層した第１積層体３ａと、素子１ｃと素子１ｄとを積層した第２積層体３ｂと、を積層する。これにより、電気的に直列型に接続された第１積層体３ａと、電気的に直列型の第２積層体３ｂとを、形成できる。第１積層体３ａの第１電極１１と、第２積層体３ｂの第１電極１１とは、例えば互いに接触されることにより電気的に接続される。第１積層体３ａの第１電極１１と、第２積層体３ｂの第１電極１１とは、配線層等により電気的に接続されてもよい。発電素子１の最も外側に配置される第２電極１２は、第１配線層２３ａが設けられてもよい。

　第１基板１５を挟んで両側に第１電極１１と第２電極１２とが接する。第１基板１５を挟んで両側の第１電極１１と第２電極１２とは、第１引き出し配線１８ａを介して互いに電気的に接続される。発電素子１は、一方の第１基板１５に接する第１電極１１と、他方の第１基板１５に接する第２電極１２と、の間に中間部１４が形成される。

　第１引き出し配線１８ａは、例えば第１基板１５を貫通し、第１電極１１と第２電極１２とに電気的に接続される。なお、第１引き出し配線１８ａは、第１基板１５の側面に設けられてもよい。

　発電装置１００では、互いに電気的に接続された第１積層体３ａの第１電極１１と、第２積層体３ｂの第１電極１１との少なくとも何れかに、第１端子１１１を介して第１配線１０１が電気的に接続される。また、発電装置１００では、互いに第１積層体３ａの第２電極１２と、第２積層体３ｂの第２電極１２とに、第２端子１１２を介して第２配線１０２が電気的に接続される。このため、電気的に直列型に接続された第１積層体３ａと、電気的に直列型の第２積層体３ｂとを、電気的に並列型に接続することができる。これにより、更なる高電流化を図ることができる。

（第７実施形態：発電素子１の製造方法）
　次に、第７実施形態における発電素子１の製造方法の一例を説明する。

　＜素子形成工程Ｓ１００＞
　素子形成工程Ｓ１００は、第１基板１５に接する第１電極１１、中間部１４、及び第２電極１２をそれぞれ形成して素子を形成し、複数の素子（例えば素子１ａ、１ｂ）を積層した第１積層体３ａと、複数の素子（例えば素子１ｃ、１ｄ）を積層した第２積層体３ｂと、を積層する。素子形成工程Ｓ１００では、例えば公知の形成技術を用いて、第１電極１１、中間部１４、及び第２電極１２をそれぞれ形成する。素子形成工程Ｓ１００は、例えば引き出し配線形成工程Ｓ１３２と、第１電極形成工程Ｓ１１０と、中間部形成工程Ｓ１２０と、第２電極形成工程Ｓ１３０と、積層体形成工程Ｓ１３１と、を備える。素子形成工程Ｓ１００は、例えば配線層形成工程Ｓ１３３を更に備えてもよい。

　素子形成工程Ｓ１００は、例えば図２２に示すように、上述した引き出し配線形成工程Ｓ１３２と、第１電極形成工程Ｓ１１０と、中間部形成工程Ｓ１２０と、第２電極形成工程Ｓ１３０と、を行い、素子１ａを形成する。同様に、素子１ｃを形成する。

　＜積層体形成工程Ｓ１３１＞
　積層体形成工程Ｓ１３１は、例えば図２２に示すように、第１基板１５に接する第１電極１１、中間部１４、及び、第２電極１２を備える素子を形成し、複数の素子（例えば素子１ａ、１ｂ）を積層して積層体３（第１積層体３ａ）を形成する。積層体形成工程Ｓ１３１では、例えば第１基板１５に接する第１電極１１の上に、素子１ｂにおける不導体層１４２を含む中間部１４を形成する。そして、素子１ｂにおける不導体層１４２の上に、第２電極１２を形成する。これにより、第１電極１１、中間部１４、及び、第２電極１２を含む素子１ｂを形成する。同様に、複数の素子（例えば素子１ｃ、１ｄ）を積層して積層体３（第２積層体３ｂ）を形成する。

　このように、積層体形成工程Ｓ１３１では、引き出し配線形成工程Ｓ１３２と、第１電極形成工程Ｓ１１０と、中間部形成工程Ｓ１２０と、第２電極形成工程Ｓ１３０と、を繰り返し行うことで、第１積層体３ａと、第２積層体３ｂと、を形成する。

　積層体形成工程Ｓ１３１では、第１積層体３ａの第１電極１１と、第２積層体３ｂの第１電極１１と、を電気的に接続し、第１積層体３ａと第２積層体３ｂとを積層する。

　なお、積層体形成工程Ｓ１３１では、第１積層体３ａの素子１ｂの第１電極１１に、電気的に接続される新たな第１電極１１（素子１ｄの第１電極１１）を形成し、素子１ｄの第１電極１１に中間部１４と第２電極１２とを形成した素子１ｄを形成し、素子１ｄに素子１ｃを形成してもよい。

　特に、本実施形態によれば、複数の素子（１ａ、１ｂ）を積層した第１積層体３ａの第１電極１１と、複数の素子（１ｃ、１ｄ）を積層した第２積層体３ｂの第１電極１１とを電気的に接続し、第１積層体３ａと第２積層体３ｂとを積層する。このため、電気的に直列型に接続された第１積層体３ａと、電気的に直列型の第２積層体３ｂとを、電気的に並列型に接続することができる。これにより、更なる高電流化を図ることができる。

　また、本実施形態によれば、第１積層体３ａと第２積層体３ｂとを積層している。このため、省スペース化を図ることができる。

（第８実施形態：発電素子１、発電装置１００）
　次に、第８実施形態における発電素子１について説明する。上述した実施形態と、本実施形態における発電素子１との違いは、電極保護膜が設けられる点である。なお、上述した構成と同様の内容については、説明を省略する。

　本実施形態における発電素子１では、一対の電極１１、１２の少なくとも何れかは、中間部１４側の表面に設けられた電極保護膜を含む。電極保護膜は、例えば図２２に示すように、第１電極保護膜１１ａ及び第２電極保護膜１２ａの少なくとも何れかを含む。第１電極保護膜１１ａは、第１電極１１の表面に設けられる。第２電極保護膜１２ａは、第２電極１２の表面に設けられる。

　電極保護膜は、一対の電極１１、１２と、中間部１４との間に設けられる。例えば電極保護膜が表面に設けられた電極１１、１２は、電極保護膜を介して中間部１４と離間する。

　電極保護膜は、例えば０．１ｎｍ～１μｍ程度の厚みを有する。電極保護膜の厚みは、例えば０．１ｎｍ～５００ｎｍであることが好ましい。電極保護膜の厚みが０．１ｎｍ未満の場合、電極保護膜の形成が難しい。また、電極保護膜の厚みが５００ｎｍを超える場合、微粒子１４１と各電極１１、１２との間における電子の享受が困難となり得る。従って、電極保護膜の厚みが０．１ｎｍ～５００ｎｍであれば、微粒子１４１と各電極１１、１２との間における電子の享受に与える影響を抑えることができる。

　電極保護膜として、不導体材料が用いられる。不導体材料として、公知の高分子化合物が挙げられ、例えばポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ（アクリル酸）、ポリ（アクリル酸エステル）、ポリ（メタクリル酸）、ポリ（メタクリル酸エステル）、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、及びそれらの共重合体等が挙げられる。

　本実施形態によれば、一対の電極１１、１２の少なくとも何れかは、中間部１４側の表面に設けられた電極保護膜を含む。このため、電極１１、１２の表面に電極保護膜を設けない場合に比べて、経時に伴う電極１１、１２の酸化等の化学変化を抑制することができる。これにより、発電量のさらなる安定化を図ることが可能となる。

（実施形態：電子機器５００）
　＜電子機器５００＞
　上述した発電素子１及び発電装置１００は、例えば電子機器に搭載することが可能である。以下、電子機器の実施形態のいくつかを説明する。

　図２４（ａ）～図２４（ｄ）は、発電素子１を備えた電子機器５００の例を示す模式ブロック図である。図２４（ｅ）～図２４（ｈ）は、発電素子１を含む発電装置１００を備えた電子機器５００の例を示す模式ブロック図である。

　図２４（ａ）に示すように、電子機器５００（エレクトリックプロダクト）は、電子部品５０１（エレクトロニックコンポーネント）と、主電源５０２と、補助電源５０３と、を備えている。電子機器５００及び電子部品５０１のそれぞれは、電気的な機器(エレクトリカルデバイス)である。

　電子部品５０１は、主電源５０２を電源に用いて駆動される。電子部品５０１の例としては、例えば、ＣＰＵ、モーター、センサ端末、及び照明等を挙げることができる。電子部品５０１が、例えばＣＰＵである場合、電子機器５００には、内蔵されたマスター（ＣＰＵ）によって制御可能な電子機器が含まれる。電子部品５０１が、例えば、モーター、センサ端末、及び照明等の少なくとも１つを含む場合、電子機器５００には、外部にあるマスター、あるいは人によって制御可能な電子機器が含まれる。

　主電源５０２は、例えば電池である。電池には、充電可能な電池も含まれる。主電源５０２のプラス端子（＋）は、電子部品５０１のＶｃｃ端子（Ｖｃｃ）と電気的に接続される。主電源５０２のマイナス端子（－）は、電子部品５０１のＧＮＤ端子（ＧＮＤ）と電気的に接続される。

　補助電源５０３は、発電素子１である。発電素子１は、上述した発電素子１の少なくとも１つを含む。電子機器５００において、補助電源５０３は、例えば主電源５０２と併用され、主電源５０２をアシストするための電源や、主電源５０２の容量が切れた場合、主電源５０２をバックアップするための電源として使うことができる。主電源５０２が充電可能な電池である場合には、補助電源５０３は、さらに、電池を充電するための電源としても使うことができる。

　図２４（ｂ）に示すように、主電源５０２は、発電素子１とされてもよい。図２４（ｂ）に示す電子機器５００は、主電源５０２として使用される発電素子１と、発電素子１を用いて駆動されることが可能な電子部品５０１と、を備えている。発電素子１は、独立した電源（例えばオフグリッド電源）である。このため、電子機器５００は、例えば自立型（スタンドアローン型）にできる。しかも、発電素子１は、環境発電型（エナジーハーベスト型）である。図２４（ｂ）に示す電子機器５００は、電池の交換が不要である。

　図２４（ｃ）に示すように、電子部品５０１が発電素子１を備えていてもよい。発電素子１のアノードは、例えば、回路基板（図示は省略する）のＧＮＤ配線と電気的に接続される。発電素子１のカソードは、例えば、回路基板（図示は省略する）のＶｃｃ配線と電気的に接続される。この場合、発電素子１は、電子部品５０１の、例えば補助電源５０３として使うことができる。

　図２４（ｄ）に示すように、電子部品５０１が発電素子１を備えている場合、発電素子１は、電子部品５０１の、例えば主電源５０２として使うことができる。

　図２４（ｅ）～図２４（ｈ）のそれぞれに示すように、電子機器５００は、発電装置１００を備えていてもよい。発電装置１００は、電気エネルギーの源として発電素子１を含む。

　図２４（ｄ）に示した実施形態は、電子部品５０１が主電源５０２として使用される発電素子１を備えている。同様に、図２４（ｈ）に示した実施形態は、電子部品５０１が主電源として使用される発電装置１００を備えている。これらの実施形態では、電子部品５０１が、独立した電源を持つ。このため、電子部品５０１を、例えば自立型とすることができる。自立型の電子部品５０１は、例えば、複数の電子部品を含み、かつ、少なくとも１つの電子部品が別の電子部品と離れているような電子機器に有効に用いることができる。そのような電子機器５００の例は、センサである。センサは、センサ端末（スレーブ）と、センサ端末から離れたコントローラ（マスター）と、を備えている。センサ端末及びコントローラのそれぞれは、電子部品５０１である。センサ端末が、発電素子１又は発電装置１００を備えていれば、自立型のセンサ端末となり、有線での電力供給の必要がない。発電素子１又は発電装置１００は環境発電型であるので、電池の交換も不要である。センサ端末は、電子機器５００の１つと見なすこともできる。電子機器５００と見なされるセンサ端末には、センサのセンサ端末に加えて、例えば、ＩｏＴワイヤレスタグ等が、さらに含まれる。

　図２４（ａ）～図２４（ｈ）のそれぞれに示した実施形態において共通することは、電子機器５００は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する発電素子１と、発電素子１を電源に用いて駆動されることが可能な電子部品５０１と、を含むことである。

　電子機器５００は、独立した電源を備えた自律型（オートノマス型）であってもよい。自律型の電子機器の例は、例えばロボット等を挙げることができる。さらに、発電素子１又は発電装置１００を備えた電子部品５０１は、独立した電源を備えた自律型であってもよい。自律型の電子部品の例は、例えば可動センサ端末等を挙げることができる。

　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１　　　　：発電素子
１１　　　：第１電極
１２　　　：第２電極
１４　　　：中間部
１５　　　：第１基板
１６　　　：第２基板
１７　　　：封止材
１８　　　：引き出し配線
１８ａ　　：第１引き出し配線
１８ｂ　　：第２引き出し配線
１９　　　：絶縁部
１００　　：発電装置
１０１　　：第１配線
１０２　　：第２配線
１４０　　：空間
１４１　　：微粒子
１４１ａ　：被膜
１４２　　：不導体層
５００　　：電子機器
５０１　　：電子部品
５０２　　：主電源
５０３　　：補助電源
Ｇ　　　　：ギャップ
Ｒ　　　　：負荷
Ｓ１００　：素子形成工程
Ｓ１１０　：第１電極形成工程
Ｓ１２０　：中間部形成工程
Ｓ１３０　：第２電極形成工程
Ｓ１３１　：積層体形成工程
Ｓ１３２　：引き出し配線形成工程
Ｓ１４０　：封止材形成工程
Ｚ　　　　：第１方向
Ｘ　　　　：第２方向
Ｙ　　　　：第３方向

Claims

　熱エネルギーを電気エネルギーに変換する際、電極間の温度差を不要とする発電素子の製造方法であって、
　第１基板に接する第１電極、
　微粒子を内包する不導体層を含む中間部、及び
　前記第１電極とは異なる仕事関数を有する第２電極、
　を備える素子を形成する素子形成工程を含み、
　前記素子形成工程は、前記第１基板を貫通し、前記第１電極と電気的に接続される第１引き出し配線を形成する引き出し配線形成工程と、備えること
　を特徴とする発電素子の製造方法。
　前記素子形成工程は、前記第２電極を第２基板に支持し、
　前記引き出し配線形成工程は、前記第２基板を貫通し、前記第２電極と電気的に接続される第２引き出し配線を形成すること
　を特徴とする請求項１記載の発電素子の製造方法。
　前記不導体層は、前記第１電極及び前記第２電極を支持すること
　を特徴とする請求項１又は２記載の発電素子の製造方法。
　前記素子形成工程は、
　　前記第１引き出し配線を介して電気的に接続された前記第１電極と前記第２電極とが両側に接する複数の前記第１基板と、
　　一方の前記第１基板に接する前記第１電極と他方の前記第１基板に接する前記第２電極との間に形成される前記中間部と、を備えた前記素子を形成すること
　を特徴とする請求項１記載の発電素子の製造方法。
　前記素子形成工程は、
　　複数の前記素子を積層した積層体を形成する積層体形成工程を備えること
　を特徴とする請求項４記載の発電素子の製造方法。
　熱エネルギーを電気エネルギーに変換する際、電極間の温度差を不要とする発電素子であって、
　第１基板と、
　第１基板に接する第１電極と、
　前記第１電極の上に設けられ、微粒子を内包する不導体層を含む中間部と、
　前記中間部の上に設けられ、前記第１電極とは異なる仕事関数を有する第２電極と、
　前記第１基板を貫通し、前記第１電極と電気的に接続する第１引き出し配線と、を備えること
　を特徴とする発電素子。
　前記第２電極を支持する第２基板と、
　前記第２基板を貫通し、前記第２電極と電気的に接続する第２引き出し配線と、をさらに備えること
　を特徴とする請求項６記載の発電素子。
　前記不導体層は、前記第１電極及び前記第２電極を支持すること
　を特徴とする請求項６又は７記載の発電素子。
　前記第１引き出し配線を介して電気的に接続される前記第１電極と前記第２電極とが両側に接する複数の前記第１基板と、
　一方の前記第１基板に接する前記第１電極と他方の前記第１基板に接する前記第２電極との間に形成される前記中間部と、を備えること　を特徴とする請求項６記載の発電素子。
　前記中間部を備えた素子を複数積層した積層体を備えること
　を特徴とする請求項９記載の発電素子。
　前記第１電極と前記第２電極の少なくとも何れかは、前記中間部側の表面に設けられた電極保護膜を含むこと
　を特徴とする請求項６記載の発電素子。
　請求項６記載の発電素子と、
　前記第１引き出し配線と電気的に接続された第１配線と、
　前記第２引き出し配線と電気的に接続された第２配線と、
　を備えること
　を特徴とする発電装置。
　請求項６記載の発電素子と、
　前記発電素子を電源に用いて駆動する電子部品と
　を備えること
　を特徴とする電子機器。