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公開番号2025154927
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024058227
出願日2024-03-29
発明の名称熱電変換モジュール
出願人リンテック株式会社
代理人弁理士法人大谷特許事務所
主分類H10N 10/17 20230101AFI20251002BHJP()
要約【課題】低コストかつ設置容積の小さい熱電変換モジュールを提供する。
【解決手段】離間したP型熱電素子とN型熱電素子とが交互に複数配置された熱電素子層を有し、前記熱電素子層が、前記熱電素子層を介して互いに対向して交互に配置された第1共通電極と第2共通電極とに電気的に直列接続となるように配置され、
前記第1共通電極及び前記第2共通電極が配置される少なくとも一方の面に粘着剤層が積層され、前記粘着剤層は、前記第1共通電極及び前記第2共通電極が配置される少なくとも一方の面を覆うとともに、前記P型熱電素子と前記N型熱電素子との間の領域からなる空隙部内の、前記P型熱電素子及び前記N型熱電素の厚さ方向の一部又はすべてを充たす、熱電変換モジュール。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
離間したＰ型熱電素子とＮ型熱電素子とが交互に複数配置された熱電素子層を有し、前記熱電素子層が、前記熱電素子層を介して互いに対向して交互に配置された第１共通電極と第２共通電極とに電気的に直列接続となるように配置され、
前記第１共通電極及び前記第２共通電極が配置される少なくとも一方の面に粘着剤層が積層され、前記粘着剤層は、前記第１共通電極及び前記第２共通電極が配置される少なくとも一方の面を覆うとともに、前記Ｐ型熱電素子と前記Ｎ型熱電素子との間の領域からなる空隙部内の、前記Ｐ型熱電素子及び前記Ｎ型熱電素の厚さ方向の一部又はすべてを充たす、熱電変換モジュール。
続きを表示（約 480 文字）【請求項２】
前記粘着層が、前記第１共通電極及び前記第２共通電極が配置される両方の面を覆う、請求項１に記載の熱電変換モジュール。
【請求項３】
前記粘着剤層の、前記第１共通電極側の面とは反対側の面、及び前記第２共通電極側の面とは反対側の面の少なくとも一つの面が、均一な平面を有している、請求項１又は２に記載の熱電変換モジュール。
【請求項４】
前記粘着剤層における第１共通電極に接する面から反対側の面までの厚さ及び第２共通電極に接する面から反対側の面までの厚さの少なくとも一方が、１００μｍ以下である、請求項１又は２に記載の熱電変換モジュール。
【請求項５】
前記粘着剤層の２３℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）が０．００１～１００ＭＰａである、請求項１又は２に記載の熱電変換モジュール。
【請求項６】
前記粘着剤層における前記第１共通電極と接する面とは反対側の面及び前記第２共通電極と接する面とは反対側の面の少なくとも一方の面に、剥離シートを有する、請求項１又は２に記載の熱電変換モジュール。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱電変換モジュールに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、エネルギーの有効利用手段の一つとして、ゼーベック効果やペルチェ効果などの熱電効果を有する熱電変換モジュールにより、熱エネルギーと電気エネルギーとを直接相互変換するようにした装置がある。
【０００３】
前記熱電変換モジュールとして、いわゆるπ型の熱電変換素子の使用が知られている。
π型の熱電変換素子は、互いに離間するー対の電極を基板上に設け、例えば、―方の電極上にＰ型熱電素子の下面を、他方の電極上にＮ型熱電素子の下面を、同じく互いに離間して設け、Ｐ型熱電素子及びＮ型熱電素子のそれぞれの上面同士を対向する基板上の電極に接続する構成を基本単位とし、通常、当該基本単位を両基板内で複数、電気的には直列接続に、熱的には並列接続になるように構成されている。
特許文献１、２には、前述したπ型の熱電変換素子を用いた熱電変換モジュールが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開２０２２／０９２１７７号公報
国際公開２０１７／０７４００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の熱電変換モジュールは、交互に離間したＰ型熱電変換材料のチップとＮ型熱電変換材料のチップとからなる空隙を充填するように構成された絶縁体を含む一体化物を構成することにより、従来の支持体としての熱抵抗の高い支持基材を必要としない構成としている。しかし、当該熱電変換モジュールの使用を考えた場合、熱源や放熱部材と別途、接合処置を行う必要があり、設置品の大きさやコストの点で改善の余地があった。
特許文献２は、熱電材料カラムアレイ間の空隙を発泡体で満たすことで、柔軟性に優れ、かつ、熱電性能に優れる熱電変換モジュールを開示する。しかし、特許文献２においても特許文献１と同様な問題があった。
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、低コストかつ設置容積の小さい熱電変換モジュールを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、π型熱電変換素子構成を有する熱電変換モジュールにおいて、第１共通電極及び第２共通電極が配置される少なくとも一方の面に粘着剤層が積層され、第１共通電極及び第２共通電極が配置される少なくとも一方の面を覆うとともに、Ｐ型熱電素子とＮ型熱電素子との間の領域からなる空隙部内の、Ｐ型熱電素子及びＮ型熱電素子の厚さ方向の一部又はすべてを充たす構成とすることで、更なる構成の簡略化を図り、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］～［６］を提供するものである。
［１］離間したＰ型熱電素子とＮ型熱電素子とが交互に複数配置された熱電素子層を有し、前記熱電素子層が、前記熱電素子層を介して互いに対向して交互に配置された第１共通電極と第２共通電極とに電気的に直列接続となるように配置され、前記第１共通電極及び前記第２共通電極が配置される少なくとも一方の面に粘着剤層が積層され、前記粘着剤層は、前記第１共通電極及び前記第２共通電極が配置される少なくとも一方の面を覆うとともに、前記Ｐ型熱電素子と前記Ｎ型熱電素子との間の領域からなる空隙部内の、前記Ｐ型熱電素子及び前記Ｎ型熱電素の厚さ方向の一部又はすべてを充たす、熱電変換モジュール。
［２］前記粘着層が、前記第１共通電極及び前記第２共通電極が配置される両方の面を覆う、上記［１］に記載の熱電変換モジュール。
［３］前記粘着剤層の、前記第１共通電極側の面とは反対側の面、及び前記第２共通電極側の面とは反対側の面の少なくとも一つの面が、均一な平面を有している、上記［１］又は［２］に記載の熱電変換モジュール。
［４］前記粘着剤層における第１共通電極に接する面から反対側の面までの厚さ及び第２共通電極に接する面から反対側の面までの厚さの少なくとも一方が、１００μｍ以下である、上記［１］～［３］のいずれかに記載の熱電変換モジュール。
［５］前記粘着剤層の２３℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）が０．００１～１００ＭＰａである、上記［１］～［４］のいずれかに記載の熱電変換モジュール。
［６］前記粘着剤層における前記第１共通電極と接する面とは反対側の面及び前記第２共通電極と接する面とは反対側の面の少なくとも一方の面に、剥離シートを有する、上記［１］～［５］のいずれかに記載の熱電変換モジュール。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、低コストかつ設置容積の小さい熱電変換モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の実施例１の熱電変換モジュールの実施形態（構成Ａ）を示す断面構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［熱電変換モジュール］
本発明の熱電変換モジュールは、離間したＰ型熱電素子とＮ型熱電素子とが交互に複数配置された熱電素子層を有し、前記熱電素子層が、前記熱電素子層を介して互いに対向して交互に配置された第１共通電極と第２共通電極とに電気的に直列接続となるように配置され、前記第１共通電極及び前記第２共通電極が配置される少なくとも一方の面に粘着剤層が積層され、前記粘着剤層は、前記第１共通電極及び前記第２共通電極が配置される少なくとも一方の面を覆うとともに、前記Ｐ型熱電素子と前記Ｎ型熱電素子との間の領域からなる空隙部内の、前記Ｐ型熱電素子及び前記Ｎ型熱電素子の厚さ方向の一部又はすべてを充たすことを特徴としている。これにより、支持基材を不要とすると同時に、熱抵抗が低減されることにより熱電性能が向上された熱電変換モジュールが実現できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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