热电发电设备、热电发电设备部件及其制造方法技术

技术编号：40283715 阅读：9 留言：0更新日期：2024-02-07 20:37

本发明专利技术提供一种能够提高发电效率的热电发电设备、热电发电设备部件及其制造方法。热电发电设备(10)具有一体形成于配线基板(11)的梁部(20)、第一脚部(21)和第二脚部(22)。使梁部(20)、第一脚部(21)和第二脚部(22)弯曲变形，使分别一体形成于第一脚部(21)和第二脚部(22)的前端的第一接触部(21b)、第二接触部(22b)紧贴热源(Hs)安装。第一脚部(21)和第二脚部(22)从热源(Hs)向斜上方立起，与此同时，与第一脚部(21)和第二脚部(22)的基端连接的梁部(20)配置在热源(Hs)的上方。在第一脚部(21)和第二脚部(22)上安装有热电元件(E1，E2)。

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【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及热电发电设备、热电发电设备部件及其制造方法。

技术介绍

1、已知有使用固体热电元件，利用塞贝克效应将热能转换为电能的热电发电设备。作为这种热电发电设备，已知有在两块基板之间配置有一组热电元件的π型结构、和使热电元件在基板表面上形成为薄膜状的扁平型结构(例如，参照专利文献1、非专利文献1～3)。

2、热电发电设备由一组热电元件、即p型和n型热电元件(半导体)构成。在一组热电元件中，由于输出较小，因此一般使用多组热电元件。在专利文献1所述的热电发电设备中，在基板上形成多组薄膜状的热电元件，并且使基板成为具有峰和谷的折痕的、重复结构的蛇腹状，对于峰和谷的各部分使距热源的距离具有差值，使在峰和谷之间形成的热电元件的两端(峰侧和谷侧)的温度差增大。另外，已知有如下的热电发电设备：在柔性基板上设置π型结构的多组热电元件，并且通过将连接热电元件的与柔性基板相反的一侧的端部的多个电极设置为特定的配置，能够使热电元件向特定的一个方向弯曲(参照非专利文献4)。

3、另一方面，提出了如下的印刷基板：通过在长方形状的印刷基板上设置切口而形成为大致n字形状，从而能够减少印刷基板对基材的负担，另外防止由弯曲引起的基材上的配线断开等，同时能够弯曲180度(参照专利文献2)。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1：日本专利特开2017-92437号公报

7、专利文献2：日本专利特开2020-47818号公报

8、非专利文献

9、非专利文献1:

10、非专利文献2:z.lu,h.zhang,c.mao,c.m.li,“silk fabric-based wearablethermoelectric generator for energy harvesting from the human body”,appl.energy,164,pp.57-63(2016)。

11、非专利文献3：c.a.hewitt,a.b.kaiser,s.roth,m.craps,r.czerw,d.l.carroll,“multilayered carbon nanotube/polymer composite based thermoelectricfabrics”,nano lett.,12,pp.1307-1310(2012)。

12、非专利文献4：t.sugahara,y.ekubaru,n.v.nong,n.kagami,k.ohata,l.t.hung,m.okajima,s.nambu,and k.suganuma,“fabrication with semiconductor packagingtechnologies and characterization of a largescale flexible thermoelectricmodule”,advanced materials technologies(2019)。

技术实现思路

1、专利技术要解决的课题

2、但是，由于在如专利文献1那样将基板形成为蛇腹状的热电发电设备或如非专利文献4那样仅向一个方向弯曲的热电发电设备中，根据热源的表面形状的不同而会部分地产生浮起，另外，由于在专利文献1或非专利文献1等的热电发电设备中，使用薄膜状的热电元件，因此存在发电效率差的问题。

3、本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够提高发电效率的热电发电设备、热电发电设备部件及其制造方法。

4、用于解决课题的手段

5、本专利技术的热电发电设备包括：具有绝缘性的基材和形成于所述基材的一个表面上的金属层的柔性配线基板以及设置在所述配线基板上的p型热电元件和n型热电元件，所述配线基板具有：带状的梁部，在一端设有向宽度方向外侧突出的第一连结部，在另一端设有向与所述第一连结部相反的方向突出的第二连结部；第一脚部，在所述梁部的一个表面侧，从所述第一连结部的位于所述梁部的另一端侧的端部朝向所述梁部的另一端侧且朝向远离所述梁部的方向延伸为带状，在前端设有与热源接触的第一接触部；以及第二脚部，在所述梁部的一个表面侧，从所述第二连结部的位于所述梁部的一端侧的端部朝向所述梁部的一端侧且远离所述梁部的方向延伸为带状，在前端设置有在比所述第一接触部更靠近所述梁部的一端侧与热源接触的第二接触部，所述金属层通过在所述第一脚部的基端与前端之间形成的第一绝缘区域以及在所述第二脚部的基端与前端之间形成的第二绝缘区域被电性分割为所述第一脚部的前端侧的第一配线区域、所述第二脚部的前端侧的第二配线区域、以及从所述第一绝缘区域经由所述梁部至所述第二绝缘区域为止的连接配线区域，所述p型热电元件以连接所述连接配线区域和所述第一配线区域的方式安装在所述第一脚部上，所述n型热电元件以连接所述连接配线区域和所述第二配线区域的方式安装在所述第二脚部上。

6、本专利技术的热电发电设备包括：具有绝缘性的基材和形成于所述基材的一个表面上的金属层的柔性配线基板、以及设置在所述配线基板上的p型或n型的任一方的热电元件，所述配线基板具有：带状的梁部，在一端设有向宽度方向外侧突出的第一连结部，在另一端设有向与所述第一连结部相反的方向突出的第二连结部；第一脚部，在所述梁部的一个表面侧，从所述第一连结部的位于所述梁部的另一端侧的端部朝向所述梁部的另一端侧且朝向远离所述梁部的方向延伸为带状，在前端设有与热源接触的第一接触部；以及第二脚部，在所述梁部的一个表面侧，从所述第二连结部的位于所述梁部的一端侧的端部朝向所述梁部的一端侧且远离所述梁部的方向延伸为带状，所述金属层形成为宽度比所述第一脚部窄，在前端设置有在比所述第一接触部更靠近所述梁部的一端侧与热源接触的第二接触部，所述金属层通过形成于所述第一脚部的基端与前端之间的第一绝缘区域，被电性分割为所述第一脚部的前端侧的第一配线区域、以及从所述第一绝缘区域经由所述梁部至所述第二接触部为止的第二配线区域，所述热电元件以连接所述第一配线区域和所述第二配线区域的方式安装在所述第一脚部上。

7、本专利技术的热电发电设备部件包括：具有柔性的平板状的配线基板，其具有绝缘性的基材和在所述基材的一个表面上形成的金属层；以及设置在所述配线基板上的p型热电元件和n型热电元件，所述配线基板上通过切割线形成有：带状的梁部区域，在一端设置向宽度方向外侧突出的第一连结部区域，在另一端设置向与所述第一连结部区域相反的方向突出的第二连结部区域；

8、第一脚部区域，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种热电发电设备，其特征在于，

2.一种热电发电设备，其特征在于，

3.根据权利要求1或2所述的热电发电设备，其特征在于，

4.根据权利要求1至3中任一项所述的热电发电设备，其特征在于，

5.根据权利要求1至4中任一项所述的热电发电设备，其特征在于，在所述梁部的表面设有具有多个散热片的散热器。

6.一种热电发电设备部件，其特征在于，

7.一种热电发电设备部件，其特征在于，

8.根据权利要求6或7所述的热电发电设备部件，其特征在于，

9.根据权利要求6至8中任一项所述的热电发电设备部件，其特征在于，

10.根据权利要求6至9中任一项所述的热电发电设备部件，其特征在于，包括：在所述梁部区域的表面上安装的具有多个散热片的散热器。

11.一种热电发电设备部件的制造方法，其特征在于，具有：

12.一种热电发电设备部件的制造方法，其特征在于，具有：

13.根据权利要求11或12所述的热电发电设备部件的制造方法，其特征在于，具有：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】