层叠型热电转换元件的制作方法

文档序号:9693438阅读:495来源:国知局
层叠型热电转换元件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及层叠型热电转换元件。
【背景技术】
[0002] 国际专利公开第2009/001691号(专利文献1)中公开了被称为热电转换模块的元 器件,作为基于现有技术的层叠型热电转换元件的一例。该热电转换模块中,交替层叠P型 氧化物热电转换材料和η型氧化物热电转换材料。相邻的p型氧化物热电转换材料和η型氧 化物热电转换材料在一部分区域中直接接合,在其它区域中隔着绝缘材料接合。制造该热 电转换模块时,分别使Ρ型氧化物热电转换材料的片材和η型氧化物热电转换材料的片材成 形,在一部分区域上设置绝缘材料并且形成层叠体,烧成该层叠体。通过烧成,该层叠体被 一体烧结。在该烧结的层叠体上形成外部电极。 现有技术文献 专利文献
[0003] 专利文献1:国际专利公开第2009/001691号

【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0004] 例如图12所示那样构成层叠型热电转换元件100。原本是一体的元件,但为了方便 说明而在中间分离表示。该例子中,上侧是应该成为高温的一侧,下侧是应该成为低温的一 侧。Ρ型热电转换材料层11和η型热电转换材料层12在一部分区域上隔着绝缘层13交替层 叠。绝缘层13被设置为空出一端,哪一侧的端部被空出是在每一层上交替替换。ρ型热电转 换材料的塞贝克系数为正,η型热电转换材料的塞贝克系数为负。在端面上形成外部电极 14〇
[0005] 该层叠型热电转换元件中,如图13所示那样提供温度差的情况下,在ρ型热电转换 材料层11中产生空穴(+ )的移动,在η型热电转换材料层12中产生电子(-)的移动。通过使ρ 型和η型交替以蜿蜒状连接,从而使各层串联连接,作为整体,电流沿着箭头90所示的方向 流动,能根据层叠数得到较大的电动势。这时,Ρ型热电转换材料和η型热电转换材料不隔着 绝缘层13直接接合的区域形成电流的通道。由此,直接接合的区域较窄的情况下产生高电 阻,输出降低。
[0006] 于是,本发明的目的在于提供一种层叠型热电转换元件,能防止ρ型热电转换材料 和η型热电转换材料直接接合的面变窄,电阻值升高。 解决技术问题所采用的技术方案
[0007] 为了达成所述目的,基于本发明的层叠型热电转换元件,具有:相互相对的第一端 面以及第二端面;吸热面,该吸热面位于从所述第一端面的第一侧的端部到达所述第二端 面的所述第一侧的端部;以及放热面,该放热面位于从所述第一端面的所述第一侧的相反 侧即第二侧的端部到达所述第二端面的所述第二侧的端部,且与所述吸热面相对,从连接 所述吸热面和所述放热面的第一侧面侧观察时,P型热电转换材料层和η型热电转换材料层 部分隔着绝缘层,交替以蜿蜒状电连接并层叠,在中间部,所述Ρ型热电转换材料层层叠具 有ρ型基本厚度的层,所述η型热电转换材料层层叠具有η型基本厚度的层,在位于最靠近所 述第一端面以及所述第二端面中任意一个的位置上的所述绝缘层的外侧的所述Ρ型热电转 换材料层或所述η型热电转换材料层的厚度,与同型的热电转换材料层的基本厚度相比要 大。 发明效果
[0008] 根据本发明,能防止Ρ型热电转换材料和η型热电转换材料直接接合的面变窄,电 阻值升高。
【附图说明】
[0009] 图1是作为层叠型热电转换元件的一般的层叠体在滚光研磨前的状态的剖视图。 图2是作为层叠型热电转换元件的一般的层叠体在滚光研磨后的状态的剖视图。 图3是基于本发明的实施方式1中的层叠型热电转换元件在滚光研磨前的状态的立体 图。 图4是从第一侧面侧观察基于本发明的实施方式1中的层叠型热电转换元件的剖视图。 图5是基于本发明的实施方式2中的层叠型热电转换元件的剖视图。 图6是基于本发明的实施方式3中的层叠型热电转换元件的剖视图。 图7是基于本发明的实施方式4中的层叠型热电转换元件的剖视图。 图8是为了得到基于本发明的实施方式3、4中的层叠型热电转换元件而形成的大型层 叠体的说明图。 图9是实验中在热电转换材料片材的表面上印刷了绝缘糊料的状态的平面图。 图10是实验中在热电转换材料片材的表面上印刷了 Ni糊料的状态的平面图。 图11是在为了验证本发明的效果而进行的试验中,为了得到比较例而形成的大型层叠 体的说明图。 图12是基于现有技术的层叠型热电转换元件的说明图。 图13是基于现有技术的层叠型热电转换元件的动作的说明图。
【具体实施方式】
[0010] 要制造层叠型热电转换元件的情况下,首先,分别将ρ型热电转换材料的片材和η 型热电转换材料的片材以大型尺寸成形,通过相互层叠得到层叠体。在此"大型尺寸"是指 相当于多个层叠型热电转换元件的尺寸。层叠体以被称为生体的未烧成的状态,被切割为 单个层叠型热电转换元件的尺寸。在该时刻,为了去除毛边进行滚光研磨。之后,进行烧成。
[0011] 或者,也可使滚光研磨和烧成的顺序颠倒。即,也可先将生体烧成之后,再为了去 除毛边进行滚光研磨。
[0012] 通过进行滚光研磨,层叠体的角部被切削磨圆。例如图1所示那样通过对层叠体进 行滚光研磨,如图2所示,将角部切削。尤其在部分22a、22b中,通过切削角部,使长度23a、 23b缩短。即,ρ型和η型的热电转换材料直接接合的区域的面积减小,电阻值升高。
[0013 ]发明者请眼于此,完成了本发明。 (实施方式1) 参照图3~图4,对基于本发明的实施方式1中的层叠型热电转换元件101进行说明。图3 表示层叠型热电转换元件101在滚光研磨前的状态的整体。这里为了方便说明示出了滚光 研磨前的状态,但实际上,层叠型热电转换元件101通过被滚光研磨,使全部的角在一定程 度上被磨圆。
[0014] 本实施方式中的层叠型热电转换元件101,具有:相互相对的第一端面3以及第二 端面4;吸热面1,该吸热面1位于从第一端面3的第一侧81的端部到达第二端面4的第一侧81 的端部;以及放热面2,该放热面2位于从第一端面3的第一侧81的相反侧即第二侧82的端部 到达第二端面4的第二侧82的端部,且与吸热面1相对。层叠型热电转换元件101具有连接吸 热面1和放热面2的第一侧面5。图4表示从第一侧面5侧观察层叠型热电转换元件101的情 形。
[0015] 从连接吸热面1和放热面2的第一侧面5侧观察时,p型热电转换材料层11和η型热 电转换材料层12通过部分隔着绝缘层13,交替地以蜿蜒状电连接并且层叠。在中间部,ρ型 热电转换材料层11层叠具有Ρ型基本厚度的层,η型热电转换材料层12层叠具有η型基本厚 度的层。Ρ型基本厚度和η型基本厚度可以相同,也可以不同。
[0016] 在位于最靠近第一端面3以及第二端面4中任意一个的位置上的绝缘层13的外侧 的Ρ型热电转换材料层11或η型热电转换材料层12的厚度,与同型的热电转换材料层的基本 厚度相比要大。例如,若Ρ型基本厚度为Τ1,则在位于最靠近第一端面3的位置上的绝缘层 13e的外侧的ρ型热电转换材料层11的厚度Τ2,与同型的热电转换材料层的基本厚度相比要 大。即,T2>T1。
[0017] 本实施方式中,由于在位于最靠近第一端面3以及第二端面4中任意一个的位置上 的绝缘层13的外侧的ρ型热电转换材料层11或η型热电转换材料层12的厚度与同型的热电
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