热电转换元件和热电转换元件的制造方法技术

热电转换元件(10)包括层叠体，该层叠体具有多个第1热电转换部(13)、多个第2热电转换部(11)以及绝缘体层(15)。第1热电转换部(13)与第2热电转换部(11)在Y轴方向上交替地排列，在第1热电转换部(13)和第2热电转换部(11)的Y轴方向的面的局部的区域，第1热电转换部(13)与第2热电转换部(11)接合，在Y轴方向的面的其他区域，在第1热电转换部(13)与第2热电转换部(11)之间夹有绝缘体层(15)。绝缘体层(15)覆盖第2热电转换部(11)的端面。第1热电转换部(13)的Y轴方向的厚度(W2)与第2热电转换部(11)的Y轴方向的厚度(W1)之比(W2/W1)大于4且为11以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热电转换元件和热电转换元件的制造方法
本专利技术涉及热电转换元件和热电转换元件的制造方法。
技术介绍
提出多个N型的热电转换部和多个P型的热电转换部交替地排列而成的热电转换元件(例如参照专利文献1)。该热电转换元件具有各热电转换部的局部暴露于热电转换元件的外表面的构造。另外，在这种热电转换元件中，具有如下结构：例如N型的热电转换部由含有氧化物的N型氧化物半导体材料形成，P型的热电转换部由含有金属的P型半导体材料形成。另外，若在分散有硫化氢等腐蚀性气体的气氛中使用这样的热电转换元件，则P型的热电转换部中的暴露于热电转换元件的外表面的部分暴露于腐蚀性气体。这样，P型的热电转换部所含有的金属与腐蚀性气体发生反应而在P型的热电转换部中的暴露于热电转换元件的外表面的部分形成含有腐蚀性气体的成分的杂质。在该情况下，载流子的在P型的热电转换部的移动被阻碍，热电转换元件的输出电压降低。对此，对于上述的热电转换元件，考虑利用对于腐蚀性气体具有耐性的绝缘体层覆盖P型的热电转换部的外表面的结构。在该情况下，能够防止P型的热电转换部与腐蚀性气体的接触，因此能够抑制上述那样的热电转换元件的输出电压的降低。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平11－121815号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题另外，对于上述那样的由含有氧化物的N型氧化物半导体材料形成的N型的热电转换部和由含有金属的P型半导体材料形成的P型的热电转换部，它们的热膨胀系数彼此差别较大的情况较多。并且，在像上述那样P型的热电转换部由绝缘层覆盖的情况下，P型、N型的热电转换部的周围温度大幅变动时的作用于P型、N型的热电转换部的应力增大。因而，例如在热电转换元件的制造工序所包含的烧结工序后，可能容易发生P型、N型的热电转换部的破裂。另外，对于上述的热电转换元件而言，若P型的热电转换部的电阻值与N型的热电转换部的电阻值的差值变大，则相应地，发电效率降低。本专利技术是鉴于上述缘由而完成的，其目的在于提供减少制造工序的热电转换部的破裂的发生且发电效率较高的热电转换元件和热电转换元件的制造方法。用于解决问题的方案本专利技术的热电转换元件包括层叠体，该层叠体具有多个第1热电转换部、多个第2热电转换部以及绝缘体层，所述第1热电转换部和所述第2热电转换部在一方向上交替地排列并接合，在所述第1热电转换部与所述第2热电转换部的接合面的局部的区域，所述第1热电转换部与所述第2热电转换部直接接合，在所述接合面的其他区域，所述第1热电转换部与所述第2热电转换部之间隔着所述绝缘体层接合，该层叠体具有位于所述第1热电转换部与所述第2热电转换部的排列方向的两端的第1主面和第2主面，以及位于与所述排列方向垂直的方向的两端的端面，所述绝缘体层覆盖所述第2热电转换部的端面，所述第1热电转换部的所述排列方向的厚度与所述第2热电转换部的所述排列方向的厚度之比大于4且为11以下。另外，本专利技术的热电转换元件也可以是，该热电转换元件还包括电极，该电极分别设于所述层叠体的所述第1主面和所述第2主面，所述电极的至少与所述第1主面或所述第2主面接触的部位具备由NiCr形成的NiCr层。另外，本专利技术的热电转换元件也可以是，所述电极配置于所述第1主面和所述第2主面的所述第2热电转换部向所述排列方向投影的投影区域的内侧。另外，本专利技术的热电转换元件也可以是，所述NiCr层的所述排列方向的厚度最薄的部分的厚度为1μm以下。另外，本专利技术的热电转换元件也可以是，所述电极包含金属膜。另外，本专利技术的热电转换元件也可以是，所述第1热电转换部是氧化物半导体，所述第2热电转换部是含有金属的半导体，所述绝缘体层是氧化物绝缘体。另外，本专利技术的热电转换元件也可以是，所述氧化物半导体是含有复合氧化物的N型半导体，所述含有金属的半导体是含有Ni、Mo以及所述复合氧化物的P型半导体，所述氧化物绝缘体含有Y2O3-ZrO2，所述复合氧化物含有Sr、La以及Ti。另外，本专利技术的热电转换元件也可以是，所述氧化物绝缘体还含有Mn。从另一观点来看的本专利技术的热电转换元件的制造方法包含如下工序：在成为第1热电转换部的基材的氧化物热电转换材料片上形成设有第1狭缝的第1绝缘体糊剂层；在所述第1绝缘体糊剂层上形成覆盖所述第1狭缝的金属热电转换材料糊剂层；在所述第1绝缘体糊剂层上的所述金属热电转换材料糊剂层的周围形成第2绝缘体糊剂层；形成覆盖所述金属热电转换材料糊剂层和第2绝缘体糊剂层且设有第2狭缝的第3绝缘体糊剂层；生成包含所述氧化物热电转换材料片、所述金属热电转换材料糊剂层、所述第1绝缘体糊剂层、所述第2绝缘体糊剂层以及所述第3绝缘体糊剂层的层叠体；以及对所述层叠体进行烧结，所述氧化物热电转换材料片和所述金属热电转换材料糊剂层的厚度设定为：在对所述层叠体进行烧结的工序之后，所述氧化物热电转换材料片的厚度与所述金属热电转换材料糊剂层的厚度之比大于4且为11以下。另外，本专利技术的热电转换元件的制造方法也可以是，在对所述层叠体进行烧结的工序之后还包含形成电极的工序。另外，本专利技术的热电转换元件的制造方法也可以是，在所述形成电极的工序中，利用溅射法形成所述电极。专利技术的效果根据本专利技术，第1热电转换部的第1热电转换部与第2热电转换部的排列方向的厚度与第2热电转换部的第1热电转换部与第2热电转换部的排列方向的厚度之比大于4。由此，例如在第2热电转换部的热膨胀系数比第1热电转换部的热膨胀系数大的情况下，缓和热电转换元件的制造工序所包含的烧结工序刚刚结束之后的作用于第1热电转换部、第2热电转换部的应力。因而，能够减少烧结工序刚刚结束之后的第1热电转换部、第2热电转换部的破裂的发生。另外，根据本专利技术，第1热电转换部的第1热电转换部与第2热电转换部的排列方向的厚度与第2热电转换部的第1热电转换部与第2热电转换部的排列方向的厚度之比大于4且为11以下。由此，例如在第1热电转换部包含含有Sr、La、Ti的复合氧化物且第2热电转换部含有Ni、Mo以及上述复合氧化物的情况下，能够使第1热电转换部的电阻值接近第2热电转换部的电阻值，因此，相应地，热电转换元件的发电效率提高。附图说明图1是实施方式的热电转换元件的立体图。图2是实施方式的热电转换元件的沿着图1的A－A线的截面向视图。图3是从+Y方向观察实施方式的热电转换元件而得到的侧视图。图4是实施方式的热电转换元件的第1热电转换部与电极的界面的剖视图。图5表示实施方式的热电转换元件的制造方法的各工序，图5的(A)是表示形成第1绝缘体糊剂层的工序的立体图，图5的(B)是表示形成P型半导体材料糊剂层的工序的立体图，图5的(C)是表示形成第2绝缘体糊剂层的工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热电转换元件，其中，/n该热电转换元件包括层叠体，/n该层叠体具有多个第1热电转换部、多个第2热电转换部以及绝缘体层，/n所述第1热电转换部和所述第2热电转换部在一方向上交替地排列并接合，/n在所述第1热电转换部与所述第2热电转换部的接合面的局部的区域，所述第1热电转换部与所述第2热电转换部直接接合，在所述接合面的其他区域，所述第1热电转换部与所述第2热电转换部之间隔着所述绝缘体层接合，/n该层叠体具有位于所述第1热电转换部与所述第2热电转换部的排列方向的两端的第1主面和第2主面，以及位于与所述排列方向垂直的方向的两端的端面，/n所述绝缘体层覆盖所述第2热电转换部的端面，/n所述第1热电转换部的所述排列方向的厚度与所述第2热电转换部的所述排列方向的厚度之比大于4且为11以下。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170929 JP 2017-1916811.一种热电转换元件，其中，
该热电转换元件包括层叠体，
该层叠体具有多个第1热电转换部、多个第2热电转换部以及绝缘体层，
所述第1热电转换部和所述第2热电转换部在一方向上交替地排列并接合，
在所述第1热电转换部与所述第2热电转换部的接合面的局部的区域，所述第1热电转换部与所述第2热电转换部直接接合，在所述接合面的其他区域，所述第1热电转换部与所述第2热电转换部之间隔着所述绝缘体层接合，
该层叠体具有位于所述第1热电转换部与所述第2热电转换部的排列方向的两端的第1主面和第2主面，以及位于与所述排列方向垂直的方向的两端的端面，
所述绝缘体层覆盖所述第2热电转换部的端面，
所述第1热电转换部的所述排列方向的厚度与所述第2热电转换部的所述排列方向的厚度之比大于4且为11以下。


2.根据权利要求1所述的热电转换元件，其中，
该热电转换元件还包括电极，该电极分别设于所述层叠体的所述第1主面和所述第2主面，
所述电极的至少与所述第1主面或所述第2主面接触的部位具备由NiCr形成的NiCr层。


3.根据权利要求2所述的热电转换元件，其中，
所述电极配置于所述第1主面和所述第2主面的所述第2热电转换部向所述排列方向投影的投影区域的内侧。


4.根据权利要求2或3所述的热电转换元件，其中，
所述NiCr层的所述排列方向的厚度最薄的部分的厚度为1μm以下。


5.根据权利要求4所述的热电转换元件，其中，
所述电极包含金属膜。


6.根据权利要求1～5中任一项所述的热电转换元件，其中，
所述第1热电转换部是氧化物半导体，
...

【专利技术属性】
技术研发人员：林幸子，近川修，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP