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公開番号2025104799
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-10
出願番号2023222874
出願日2023-12-28
発明の名称熱電素子及び熱電変換モジュール
出願人進工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H10N 10/817 20230101AFI20250703BHJP()
要約【課題】熱源からの熱取り込み効率及び冷源への放熱効率を改善する。
【解決手段】
熱電素子(1a)は、互いに対向する第1面(3)と第2面(4)とを含む熱電材料の成型体(2)と、成型体(2)の第1面(3)に設けられた第1電極(5)と、成型体(2)の第2面(4)に設けられ、第1面(3)側から見た平面視において、第1電極(5)の少なくとも一部と重なる第2電極(6)と、を含む。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
互いに対向する第１面と第２面とを含む熱電材料の成型体と、
前記成型体の前記第１面に設けられた第１電極と、
前記成型体の前記第２面に設けられ、前記第１面側から見た平面視において、前記第１電極の少なくとも一部と重なる第２電極と、を含む、熱電素子。
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
前記第１電極は、前記成型体の前記第１面全体に設けられており、
前記第２電極は、前記成型体の前記第２面全体に設けられている、請求項１に記載の熱電素子。
【請求項３】
前記第１面側から見た平面視において、前記第１電極の少なくとも一部と重なるように、前記第１電極と電気的に接続された第１金属箔が設けられており、
前記第２面側から見た平面視において、前記第２電極の少なくとも一部と重なるように、前記第２電極と電気的に接続された第２金属箔が設けられている、請求項１に記載の熱電素子。
【請求項４】
前記第１金属箔及び前記第２金属箔それぞれは、銅以上の熱伝導率と銅以下の比抵抗値を有する金属材料からなる、請求項３に記載の熱電素子。
【請求項５】
前記第１電極は、金、白金及び銀の中から選択された金属材料からなり、
前記第２電極は、金、白金及び銀の中から選択された金属材料からなる、請求項３に記載の熱電素子。
【請求項６】
前記第１電極と前記第２電極との間の距離は、５００μｍ以上、２００００μｍ以下である、請求項１に記載の熱電素子。
【請求項７】
前記熱電材料のゼーベック係数が、１０μＶ/Ｋ以上である、請求項１に記載の熱電素子。
【請求項８】
前記熱電材料の成型体の抵抗値が、０．１Ω以上、３０００Ω以下である、請求項１に記載の熱電素子。
【請求項９】
前記熱電材料は有機熱電材料である、請求項１に記載の熱電素子。
【請求項１０】
請求項１から９の何れか１項に記載の熱電素子を複数個と、
複数個の配線埋め込み隔壁と、を含み、
前記複数個の熱電素子それぞれは、前記第１電極は冷源側を向き、前記第２電極は熱源側を向くように、前記複数個の配線埋め込み隔壁それぞれに含まれる配線を介して、電気的に直列接続されている、熱電変換モジュール。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、熱電素子及び熱電変換モジュールに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、温度差を利用して熱を電気に変換できる熱電素子や前記熱電素子を複数個含む熱電変換モジュールは、環境的なメリットなどから高い注目を集めており、研究開発が活発に行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表2019-525455号公報
特開2010-135620号公報
特開平11-274577号公報
特開2014-197647号公報
特開2018-10981号公報
WO2013/065856号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１～６には、熱電素子を複数個含む熱電変換モジュールについて記載されている。しかしながら、特許文献１～６に記載されている熱電変換モジュールは、熱電材料に第１電極及び第２電極が直接設けられた熱電素子を用いていない。したがって、第１電極が設けられた第１別部材（例えば、基板）と、第２電極が設けられた第２別部材（例えば、基板）とを用いる必要が生じる。このような場合、熱電材料は、第１電極と第１別部材とを介して冷源と接し、第２電極と第２別部材とを介して熱源と接することになるので、熱源からの熱取り込み効率及び冷源への放熱効率が低くなってしまうという問題がある。
【０００５】
本開示の一態様は、熱源からの熱取り込み効率及び冷源への放熱効率を改善できる、熱電素子及び熱電変換モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の熱電素子は、前記の課題を解決するために、
互いに対向する第１面と第２面とを含む熱電材料の成型体と、
前記成型体の前記第１面に設けられた第１電極と、
前記成型体の前記第２面に設けられ、前記第１面側から見た平面視において、前記第１電極の少なくとも一部と重なる第２電極と、を含む。
【０００７】
本開示の熱電変換モジュールは、前記の課題を解決するために、
前記熱電素子を複数個と、
複数個の配線埋め込み隔壁と、を含み、
前記複数個の熱電素子それぞれは、前記第１電極は冷源側を向き、前記第２電極は熱源側を向くように、前記複数個の配線埋め込み隔壁それぞれに含まれる配線を介して、電気的に直列接続されている。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の一態様によれば、熱源からの熱取り込み効率及び冷源への放熱効率を改善できる、熱電素子及び熱電変換モジュールを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施形態１の熱電素子に含まれる熱電材料の成型体を示す斜視図である。
実施形態１の熱電素子の製造工程の一部を説明するための図である。
実施形態１の熱電素子の製造工程に含まれる熱プレスする工程及び成型体形成工程に該当する個片化工程を示す図である。
図３に示す熱プレスする工程及び個片化工程それぞれの一例を示す図である。
実施形態１の熱電素子の概略的な構成及びその製造工程を説明するための図である。
複数個の実施形態１の熱電素子を含む実施形態２の熱電変換モジュールにおいて、複数個の熱電素子間の電気的な接続関係を説明するための図である。
実施形態２の熱電変換モジュールの概略的な構成を示す上面図である。
実施形態２の熱電変換モジュールの概略的な構成を示す分解斜視図及び斜視図である。
実施形態２の熱電変換モジュールに含まれる第１配線埋め込み隔壁の一例を示す分解斜視図及び斜視図である。
実施形態２の熱電変換モジュールに含まれる第２配線埋め込み隔壁の一例を示す分解斜視図及び斜視図である。
実施形態２の熱電変換モジュールに含まれる樹脂材料からなる隔壁の概略的な構成を示す図である。
実施形態２の熱電変換モジュールの製造工程を説明するための図である。
実施形態３の熱電変換モジュールの概略的な構成を示す上面図である。
実施形態３の熱電変換モジュールの概略的な構成を示す分解斜視図及び斜視図である。
実施形態３の熱電変換モジュールに含まれる第３配線埋め込み隔壁の一例を示す分解斜視図及び斜視図である。
実施形態３の熱電変換モジュールに含まれる第４配線埋め込み隔壁の一例を示す分解斜視図及び斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示の実施の形態について、図１から図１６に基づいて説明すれば、次の通りである。以下、説明の便宜上、特定の実施形態にて説明した構成と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付記し、その説明を省略する場合がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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