热电转换模块以及热电转换元件制造技术

本发明专利技术提供一种热电转换模块以及热电转换元件。热电转换模块设置于加热源，具有：多个热电转换元件，其并联设置；第一电极，其与所述热电转换元件的一端接合，将相邻的所述热电转换元件的一端彼此电连接，并且与所述加热源分离而配设；第二电极，其与所述热电转换元件的另一端接合，将相邻的所述热电转换元件的另一端彼此电连接，并且配设于所述加热源侧。所述热电转换元件具有：与所述第一电极连接的第一构造部、以及与所述第二电极连接且体积小于所述第一构造部的第二构造部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热电转换模块以及热电转换元件
本专利技术涉及利用塞贝克效应进行热电发电的热电转换模块、以及构成该热电转换模块的热电转换元件。
技术介绍
热电转换模块是由能够利用塞贝克效应将热能转换为电能的热电转换元件构成的模块。通过利用上述能量的转换性质，能够将从工业/民用生产过程及移动物体排出的废热转换为有效电力，所以，作为考虑了环境问题的节能技术，该热电转换模块以及构成该模块的热电转换元件受到关注。上述的热电转换模块通常利用电极接合多个热电转换元件(p型半导体及n型半导体)而构成。上述热电转换模块例如在专利文献1进行了公开。专利文献1中公开的热电转换模块具有：一对基板；多个热电转换元件，其一个端部与配置于该基板一侧的第一电极电连接，另一个端部与配置于该基板另一侧的第二电极电连接；连接部，其将与该热电转换元件电连接的第一电极和与相邻的热电转换元件电连接的第二电极进行电连接。现有技术文献专利文献专利文献1：(日本)特开2013-115359号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，在专利文献1所公开的热电转换模块的构造中，在将该热电转换模块搭载于发动机的排气部等加热源进行使用的情况下、搭载于发动机附近的情况下、或热量随着发动机排气量的增加等而上升时，热电转换元件自身的温度将过度升高，存在热电转换元件的发电性能降低的问题。本专利技术是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种即使设置在比较高温的热源上也能够维持良好的发电性能的热电转换模块、以及即使在比较高温的环境下发电性能也不会恶化的热电转换元件。用于解决技术问题的技术方案为了实现上述目的，本专利技术的热电转换模块为设置于加热源的热电转换模块，具有：并联设置的多个热电转换元件；第一电极，其与所述热电转换元件的一端接合，将相邻的所述热电转换元件的一端彼此电连接，并与所述加热源分离而配设；第二电极，其与所述热电转换元件的另一端接合，将相邻的所述热电转换元件的另一端彼此电连接，并配设在所述加热源侧。所述热电转换元件具有：第一构造部，其与所述第一电极连接；第二构造部，其与所述第二电极连接且体积小于所述第一构造部。为了实现上述目的，本专利技术的热电转换元件具有：第一构造部、以及体积小于所述第一构造部的第二构造部，与所述第一构造部相比，第二构造部暴露于高温下。专利技术的效果根据本专利技术的热电转换模块，即使设置在比较高温的热源上也能够维持良好的发电性能。另外，根据本专利技术的热电转换元件，即使在比较高温的环境下，发电性能也不会恶化。附图说明图1是实施例的热电转换模块的立体图。图2是实施例的热电转换模块的俯视图。图3是沿图2的线III-III的切割部剖视图。图4是在实施例的热电转换模块中使用的热电转换元件的结构概要图。图5是在实施例的热电转换模块中使用的电极的侧视图。图6是变形例的热电转换元件的结构概要图。图7是变形例的热电转换元件的结构概要图。具体实施方式下面，参照附图，针对本专利技术的热电转换模块的实施方式，基于实施例详细地进行说明。需要说明的是，本专利技术不限于如下说明的内容，在不改变其主旨的范围内可以任意地进行变更并实施。另外，在实施例的说明中所利用的附图都示意性地表示本专利技术的热电转换模块或其结构部件，并且为了加深理解，进行部分的强调、放大、缩小、或者省略等，可能没有正确地表示各结构部件的缩小尺寸及形状等。此外，在实施例中利用的各种数值都表示一个例子，可以根据需要进行各种变更。＜实施例＞(热电转换模块的构造)下面，参照图1至图4，针对本实施例的热电转换模块1的构造进行说明。在此，图1是本实施例的热电转换模块1的立体图。另外，图2是本实施例的热电转换模块1的俯视图。此外，图3是沿图2的线III-III的切割部剖视图。而且，图4是构成热电转换模块1的热电转换元件的结构概要图。需要说明的是，将图1中的一个方向定义为X方向，将与X方向正交的方向定义为Y方向、以及Z方向，并且特别将热电转换模块1的高度方向定义为Z方向。根据图1至图3可知，本实施例的热电转换模块1具有：并联设置的多个第一热电转换元件2a及第二热电转换元件2b、以及在该第一热电转换元件2a及第二热电转换元件2b的端部设置的第一电极3a及第二电极3b。另外，本实施例的热电转换模块1具有：将位于热电转换模块1的X方向的端部的第一电极3a彼此连接的连接电极3c、以及作为热电转换模块1的外部连接电极而发挥作用的引出电极3d。此外，本实施例的热电转换模块1具有：第一覆盖部件4，其覆盖第一电极3a而设置；第二覆盖部件5，其覆盖该第一热电转换元件2a、第二热电转换元件2b、以及连接电极3c而设置；支承基板6，其支承第二电极3b而设置。而且，将热电转换模块1设置于该加热源，以使支承基板6侧与用于车辆的发动机等加热源接触。需要说明的是，在选择任意一个连接电极3c进行说明的情况下，以连接电极3c1、连接电极3c2、连接电极3c3、或连接电极3c4进行说明，在选择任意一个引出电极3d进行说明的情况下，以引出电极3d1、或引出电极3d2进行说明。在本实施例中，第一热电转换元件2a由N型半导体材料构成，第二热电转换元件2b由P型半导体材料构成。另外，第一热电转换元件2a及第二热电转换元件2b交替且矩阵状(X方向上八个、Y方向上五个、合计四十个)地进行配置。此外，相邻的第一热电转换元件2a及第二热电转换元件2b经由第一电极3a及第二电极3b而电连接。如图3及图4所示，在本实施例中，第一热电转换元件2a及第二热电转换元件2b具有直径互不相同的圆柱体所连结的形状。更具体而言，如图4所示，第一热电转换元件2a及第二热电转换元件2b的外形尺寸即直径大的第一圆柱部(第一构造部)11(例如直径为5mm)位于第一电极3a侧，直径小的第二圆柱部(第二构造部)12(例如直径为3mm)位于第二电极3b侧。即，各热电转换元件由与第一电极3a连接的第一圆柱部11、以及与第二电极3b连接且体积小于第一圆柱部11的第二圆柱部12构成，外形形成为台阶。通过设置上述各热电转换元件的体积差，能够控制来自加热源的热传导。需要说明的是，针对该热传导的控制，会在后面叙述的实验结果的说明中详细地进行说明。第一电极3a及第二电极3b具有相同的形状(平板状)，例如由铜板形成。另外，第一电极3a在X方向并联设置五个，在Y方向并联设置五个(合计二十五个)。此外，在位于X方向两端的第一电极3a的一端只连接有第一热电转换元件2a或第二热电转换元件2b的任意一个，在另一端连接有连接电极3c或引出电极3d。另一方面，第二电极3b在X方向并联设置四个，在Y方向并联设置五个(合计二十个)。另外，在第二电极3b的一端连接有第一热电转换元件2a，在另一端连接有第二热电转换元件2b。而且，根据图1及图3可知，第一电极3a与第二电极3b在Z方向上隔着第一热电转换元件2a及第二热电转换元件2b进行配置。利用上述第一热电转换元件2a、第二热电转换元件2b、第一电极3a、以及第二电极3b的配置关系，第一热电转换元件2a及第二热电转换元件2b串联连接。特别在本实施例中，由在X方向并联设置的四个第一热电转换元件2a、四个第二热电转换元件2b、五个第一电极3a、以及四个第二电极3b形成一个串联连接体13。即，在热电转换模块1形成有合计五个串联连接体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热电转换模块，设置于加热源，其特征在于，具有：并联设置的多个热电转换元件；第一电极，其与所述热电转换元件的一端接合，将相邻的所述热电转换元件的一端彼此电连接，并且与所述加热源分离而配设；第二电极，其与所述热电转换元件的另一端接合，将相邻的所述热电转换元件的另一端彼此电连接，并且配设在所述加热源侧；所述热电转换元件具有：与所述第一电极连接的第一构造部、以及与所述第二电极连接且体积小于所述第一构造部的第二构造部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.10 JP 2016-0473011.一种热电转换模块，设置于加热源，其特征在于，具有：并联设置的多个热电转换元件；第一电极，其与所述热电转换元件的一端接合，将相邻的所述热电转换元件的一端彼此电连接，并且与所述加热源分离而配设；第二电极，其与所述热电转换元件的另一端接合，将相邻的所述热电转换元件的另一端彼此电连接，并且配设在所述加热源侧；所述热电转换元件具有：与所述第一电极连接的第一构造部、以及与所述第二电极连接且体积小于所述第一构造部的第二构造部。2.如权利要求1所述的热电转换模块，其特征在于，根据所述第一构造部与所述第二构造部的体积差，控制来自所述加热源的热传导。3.如权利要求1或2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：内山直树，久保和哉，
申请(专利权)人：株式会社渥美精机，
类型：发明
国别省市：日本,JP