热电转换模块制造技术

一种热电转换模块，其中，具备：ｐ型热电转换元件和ｎ型热电转换元件；支承框，具有插入ｐ型热电转换元件的贯通孔和插入ｎ型热电转换元件的贯通孔；以及电极，对ｐ型热电转换元件和ｎ型热电转换元件进行电连接，ｐ型热电转换元件和ｎ型热电转换元件中的至少一方的元件是具有顶点和／或棱的形状，通过在至少一方的元件的表面中的除了顶点和棱之外的区域和支承框粘接的粘接剂，固定至少一方的元件和支承框。

【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转换模块。
技术介绍
作为热电转换模块，已知具有如下结构的热电转换模块，即在支承框的贯通孔中插入热电转换元件，包含该热电转换元件的棱的侧面整体通过无机粘接剂粘接于支承框。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开平10-321921号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的问题可是，在现有的结构中，通过在高温环境下产生的应力，热电转换元件的顶点、棱容易破损，存在温度循环导致热电转换模块的性能劣化的问题点。因此，本专利技术的目的在于提供一种热电转换元件的顶点和棱难以破损，能够抑制温度循环导致的性能劣化的热电转换模块。用于解决课题的方案本专利技术提供一种热电转换模块，其中，具备P型热电转换元件和η型热电转换元件；支承框，具有插入P型热电转换元件的贯通孔和插入η型热电转换元件的贯通孔；以及电极， 对P型热电转换元件和η型热电转换元件进行电连接，ρ型热电转换元件和η型热电转换元件中的至少一方的元件是具有顶点和/或棱的形状，通过在该至少一方的元件的表面中的除了顶点和棱之外的区域与支承框粘接的粘接剂，固定至少一方的元件和支承框。根据本专利技术的热电转换模块，由于热电转换元件的顶点和棱相对于支承框不通过粘接剂被直接固定，所以施加在热电转换元件的顶点和棱的热应力被缓和，能够防止温度循环导致的热电转换模块的性能劣化。此外，优选ρ型热电转换元件和η型热电转换元件的形状是棱柱，棱柱的轴与贯通孔的轴平行。当采用这样配置的棱柱时，能够在狭小的空间中高效率地配置许多热电转换元件。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供一种热电转换元件的顶点和棱难以破损，能够抑制性能劣化的热电转换模块。附图说明图1是表示本专利技术的一个实施方式的热电转换模块的立体图。图2是表示本专利技术的热电转换元件和支承框的接合状态的俯视图。具体实施例方式以下，一边参照附图，一边针对本专利技术的优选实施方式详细地进行说明。再有，在附图的说明中，对同一或相当要素赋予同一符号，省略重复的说明。此外，各附图的尺寸比率并不一定与实际的尺寸比率一致。图1是表示本专利技术的一个实施方式的热电转换模块1的外观的立体图。如图1所示，热电转换模块1具备支承框2、P型热电转换元件31、η型热电转换元件32、第1电极 4、以及第2电极5。在这里，热电转换模块1将第1电极4侧作为相对低温侧，将第2电极 5侧作为相对高温侧而被使用。ρ型热电转换元件31和η型热电转换元件32形成为四棱柱形状。这些元件的形状优选是两端面为矩形的矩形柱形状，更优选两端面是正方形的正方形柱形状。ρ型热电转换元件31的材料不被特别限定，例如举出NaxCoO2 (0<x<l) ,Ca3Co4O9等的金属复合氧化物、MnSi^、FehMnxSi2、Si0.8Ge0.2:B (B 掺杂 Sia8Gea2)、β -FeSi2 等的硅化物丄05133165133、1^^3(051312(1 表示1^丄6、或￥13)等的方钴矿、Bil^eSblbTeSlKBiJi^PbTe、 Sb2Te3> Zn4Sb3等的含有iTe的合金等。此外，η型热电转换元件32的材料不被特别限定，例如举出SrTi03、Zn1^xAlxO, CaMn03、LaNiO3、BaTiO3、Ti1^xNbxO 等的金属复合氧化物、Mg2Si、佝^&^“、Si0 8Ge0 2:P (P 掺杂 Sia8Gea2)、β -FeSi2 等的硅化物、CoSb3 等的方钴矿、Ba8Al12Si3(1、Ba8AlxSi46_x、Ba8Al12Ge3。、 Ba8GaxGe46^x 等的包合物、CaB6, SrB6, BaB6, CeB6 等硼化合物、BiTeSb, PbTeSb, Bi2Te3^ PbTe, Sb2Te3> Zn4Sb3等的含有iTe的合金等。使用了这些材料的热电转换元件特别在70(T80(TC左右显现高热电特性，因此使用了这样的材料的热电转换元件的热电转换模块特别适用于利用高温的热源的发电装置。 例如，在BiTe类的情况下30(Γ570Κ、在PbTe类的情况下30(Γ850Κ、在MnSi、MgSi等的硅化物类的情况下50(Γ800Κ、在SiSb类的情况下50(Γ750Κ、在CoSb (方钴矿)类的情况下 30(Γ900Κ、在氧化物类的情况下50(Γ1100Κ左右是特别适宜的使用范围。在这些材料中，从制造成本、大气中的稳定性的观点出发，优选将金属复合氧化物作为材料的热电转换元件，特别优选P型热电转换元件的材料是Ca3Co4O9，η型热电转换元件的材料是CaMnO3的组合。支承框2是对ρ型热电转换元件31和η型热电转换元件32进行支承固定的构件。支承框2优选具有热绝缘性，也优选具有电绝缘性。在本实施方式中，支承框2形成为板状，在应该插入P型热电转换元件31和η型热电转换元件32的位置分别形成有贯通孔加。该贯通孔加的形状不被特别限定，但优选具有与P型热电转换元件31和η型热电转换元件32的剖面形状对应的形状，例如在各热电转换元件31和32的剖面形状为四角形的情况下，优选贯通孔加也形成为四角形的形状。作为该支承框2的材料，不被特别限制，例如能够使用陶瓷材料等。作为陶瓷材料，优选电和热绝缘性高的氧化物，例如举出氧化锆、堇青石、氧化铝、莫来石、氧化镁、二氧化硅、氧化钙等。这些氧化物单独或者将2种以上组合而被使用。此外，在陶瓷材料中对应于需要含有玻璃粉也可。在支承框2的各贯通孔加中插入固定有ρ型热电转换元件31或η型热电转换元件32，ρ型热电转换元件31和η型热电转换元件32沿着贯通孔加的列交替地配置。在本实施方式中，特别是以P型热电转换元件31和η型热电转换元件32的四棱柱的轴和贯通孔加的轴实质上平行的方式，在贯通孔加内配置有各元件。而且，通过在各热电转换元件31和32的侧面中的除了顶点ν和棱e之外的区域与支承框2粘接的粘接剂6，各热电转换元件31和32被固定在支承框2。即，各热电转换元件31和32的侧面中的顶点ν和棱e不与粘接剂6接触。更具体地，在本实施方式中，ρ 型热电转换元件31和η型热电转换元件32的4个侧面中的除了各自的顶点ν和棱e之外的区域与支承框2通过粘接剂6而相互被固定。此外，粘接剂6不对支承框2的贯通孔加的内表面，而对支承框2的不是贯通孔加内的主表面2S粘接。粘接剂6不被特别限制，是树脂类粘接剂也可，但为了提高在高温的耐久性，优选使用无机类粘接剂。作为无机类粘接剂，举出将二氧化硅-氧化铝、二氧化硅、氧化锆或氧化铝作为主成分的无机类粘接剂(SUMISERAM-S (朝日化学工业株式会社制，商品名))、将氧化锆-二氧化硅作为主成分的无机类粘接剂(Aron Ceramics (东亚合成株式会社制， 商品名))等。在使用这样的无机类粘接剂的情况下，在涂敷粘接剂进行干燥之后，加热到 ΙΟ(Γ2οο 左右即可。第1电极4对相互邻接的ρ型热电转换元件31和η型热电转换元件32的一个端面3a彼此进行电连接。作为该第1电极4的材料，只要是具有导电性的材料的话就不被特别限制，但从使电极的耐热性、耐蚀性、向热电元件的粘接性提高的观点出发，优选是将从包括钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、钼、银、钯、金、钨、钼以及铝的组中选择的至少1种元素作为主成分而包含的金本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种热电转换模块，其中，具备：ｐ型热电转换元件和ｎ型热电转换元件；支承框，具有插入所述ｐ型热电转换元件的贯通孔和插入所述ｎ型热电转换元件的贯通孔；以及电极，对所述ｐ型热电转换元件和所述ｎ型热电转换元件进行电连接，所述ｐ型热电转换元件和所述ｎ型热电转换元件中的至少一方的元件是具有顶点和／或棱的形状，通过在所述至少一方的元件的表面中的除了顶点和棱之外的区域与所述支承框粘接的粘接剂，固定有所述至少一方的元件和所述支承框。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：广山雄一，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP