(57)【要約】  熱電変換材料の占有率を高めるため、ｐ型熱電変換材料層およびｎ型熱電変換材料層の厚みを厚くした場合にも、積みずれや変形が生じず、小型で出力や起電力の高い熱電変換モジュール、およびその製造方法を提供する。  複数の熱電構成体１を積層した積層体１０を備えた熱電変換モジュール２０において、熱電構成体が、絶縁層２と、絶縁層上にｐ型熱電変換材料層３とｎ型熱電変換材料層４とを直列接続となるように配設された熱電変換素子部５を備えており、熱電変換素子部を構成するｐ型熱電変換材料層とｎ型熱電変換材料層の周囲の、積層方向に隣り合う絶縁層に挟まれた領域Ｒには、熱電変換素子部と、その周囲との段差を解消するための段差解消用絶縁材料層６が配設された構成とする。  熱電変換素子部５を蛇行形状とする。  熱電変換素子部を構成するｐ型およびｎ型熱電変換材料層の厚みを、絶縁層の厚みより厚くする。
2009011430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の熱電構成体が積層された積層体を有する熱電変換モジュールであって、
前記熱電構成体は、絶縁層と、前記絶縁層上にｐ型熱電変換材料層とｎ型熱電変換材料層とが直列接続となるように配設された熱電変換素子部を備えているとともに、
前記熱電変換素子部を構成するｐ型熱電変換材料層とｎ型熱電変換材料層の周囲の、積層方向に隣り合う絶縁層に挟まれた領域には、前記熱電変換素子部と、その周囲との段差を解消するための段差解消用絶縁材料層が配設されていること
を特徴とする熱電変換モジュール。
【請求項２】
複数の前記ｐ型熱電変換材料層と、複数の前記ｎ型熱電変換材料層とが、交互に電気的に直列接続となるように配設されて蛇行形状の熱電変換素子部を構成していることを特徴とする請求項１記載の熱電変換モジュール。
【請求項３】
前記熱電変換素子部を構成するｐ型熱電変換材料層およびｎ型熱電変換材料層の厚みが、前記絶縁層の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項１または２記載の熱電変換モジュール。
【請求項４】
前記段差解消用絶縁材料層が、前記絶縁層を構成する絶縁材料と同一組成または類似した組成の材料からなるものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の熱電変換モジュール。
【請求項５】
絶縁体グリーンシートの主面に、ｐ型熱電変換材料パターンとｎ型熱電変換材料パターンとを直列接続となるように配設して、焼成後に熱電変換素子部となる熱電変換素子部パターンを形成する工程と、
前記絶縁体グリーンシートの主面の、前記ｐ型熱電変換材料と前記ｎ型熱電変換材料とが形成されていない領域に、前記ｐ型熱電変換材料パターンおよび前記ｎ型熱電変換材料パターンの表面と、前記絶縁体グリーンシートの主面との段差が実質的になくなるように、段差解消用絶縁材料を付与して熱電構成体シートを形成する工程と、
前記熱電構成体シートを複数枚積層、圧着して積層体を形成する工程と、
前記積層体を焼成する工程と
を具備することを特徴とする熱電変換モジュールの製造方法。
【請求項６】
複数の前記ｐ型熱電変換材料パターンと、複数の前記ｎ型熱電変換材料パターンとを、交互に電気的に直列接続となるように配設して蛇行形状を有する熱電変換素子部パターンを形成することを特徴とする請求項５記載の熱電変換モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記ｐ型熱電変換材料パターンと前記ｎ型熱電変換材料パターンの厚みを、絶縁体グリーンシートの厚みよりも厚くすることを特徴とする請求項５または６記載の熱電変換モジュールの製造方法。
【請求項８】
前記段差解消用絶縁材料として、前記絶縁体グリーンシートを構成する絶縁材料と同一組成または類似した組成の材料を用いることを特徴とする請求項５〜７記載の熱電変換モジュールの製造方法。
【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および熱電変換モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、熱を電気に変換する熱電変換の技術が進歩している。特に、近年、地球温暖化防止のため、二酸化炭素の削減が重要な課題となるに至り、熱を直接電気に変換することが可能な熱電変換モジュールが、有効な廃熱利用技術の一つとして着目されている。【０００３】
このような熱電変換モジュールの一つに、複数のｎ型熱電変換材料層と、複数のｐ型熱電変換材料層とを、ｐｎ接合部が複数直列に配置されるように、蛇行形状（つづら折り形状）に配設した熱電変換素子部を、絶縁層を介して複数積層し、各ｐｎ接合部に生じる熱起電力の総和を取り出すことができるように構成された熱電変換モジュールがある（特許文献１の図１，図２参照）。【０００４】
そして、このような熱電変換モジュールは、例えば、以下に説明するような方法で製造されている。
まず、図８(ａ)，(ｂ)に示すように、所定の厚み（例えば５０μｍ）の絶縁体グリーンシート５１の主面に、ｎ型熱電変換材料層形成用のＮｉペーストと、ｐ型熱電変換材料層形成用のＣｕペーストを、それぞれ所定の幅（例えば１５０μｍ）、および印刷厚み（例えば２０μｍ）で印刷することにより形成された、ｐ型熱電変換材料層（パターン）５２およびｎ型熱電変換材料層（パターン）５３を備えた熱電構成体シート５５を用意する。【０００５】
それから、熱電構成体シート５５を図９に示すように積層した後、圧着し，得られる未焼成の積層体５４ａを焼成する。
これにより、絶縁層５１を介してｐ型熱電変換材料層５２とｎ型熱電変換材料層５３とが直列接続されてなる熱電変換素子部５８が配設された熱電構成体５５が複数積層された構造を有する焼結済みの積層体５４（図１０）が得られる。【０００６】
そして、図１０に示すように、焼成済みの積層体５４に、熱電変換素子部５８（図８）と導通するように外部電極５７ａ，５７ｂを形成する。
このようにして得られる熱電変換モジュール６０（図１０）は、上記絶縁体グリーンシート５１が焼成されてなる絶縁層の主面が垂直で、例えば、端面５６ａ側が高温側，端面５６ｂ側が低温側となるよう態様で配設されて使用される。【０００７】
ところで、上述のように構成された熱電変換モジュール６０において、その単位面積（製品の平面面積）あたりの出力を高めるためには、熱電変換モジュールにおける、熱電変換材料の占有率（熱電変換モジュールに生じさせる温度差方向に垂直な面において熱電変換材料が占める面積の割合）を増大させることが必要になる。そして、そのためには、ｐ型およびｎ型の熱電変換材料の厚みを、絶縁層の厚みとの関係において大きくすることが必要になる。【０００８】
しかしながら、上記特許文献１の場合のように、絶縁体グリーンシート上にｐ型熱電変換材料パターンおよびｎ型熱電変換材料パターンを形成したシートを積層する方法の場合、ｐ型およびｎ型熱電変換材料パターンの厚みを厚くすると、積層、圧着の工程で積みずれや変形が生じやすく、特に、ｐ型熱電変換材料パターンおよびｎ型熱電変換材料パターンの厚みを絶縁体グリーンシートよりも厚くした場合、積みずれや変形が生じやすく、事実上、熱電変換材料層の厚みを絶縁層の厚みのよりも厚くすることはできないのが実情であった。
【特許文献１】特開平１１−１７７１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するものであり、熱電変換材料の占有率を高めるため、ｐ型熱電変換材料層およびｎ型熱電変換材料層の厚みを厚くした場合にも、積みずれや変形が生じず、小型で出力や起電力の高い熱電変換モジュール、およびその製造方法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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明（請求項１）の熱電変換モジュールは、
複数の熱電構成体が積層された積層体を有する熱電変換モジュールであって、
前記熱電構成体は、絶縁層と、前記絶縁層上にｐ型熱電変換材料層とｎ型熱電変換材料層とが直列接続となるように配設された熱電変換素子部を備えているとともに、
前記熱電変換素子部を構成するｐ型熱電変換材料層とｎ型熱電変換材料層の周囲の、積層方向に隣り合う絶縁層に挟まれた領域には、前記熱電変換素子部と、その周囲との段差を解消するための段差解消用絶縁材料層が配設されていること
を特徴としている。【００１１】
また、本発明の熱電変換モジュールにおいては、複数のｐ型熱電変換材料層と、複数のｎ型熱電変換材料層とが、交互に電気的に直列接続となるように配設されて蛇行形状の熱電変換素子部を構成していることが望ましい。【００１２】
また、本発明の熱電変換モジュールにおいては、熱電変換素子部を構成するｐ型熱電変換材料層およびｎ型熱電変換材料層の厚みを、絶縁層の厚みよりも厚くすることが望ましい。【００１３】
また、段差解消用絶縁材料層としては、絶縁層を構成する絶縁材料と同一組成または類似した組成の材料からなるものであることが望ましい。【００１４】
また、本発明の熱電変換モジュールの製造方法は、
絶縁体グリーンシートの主面に、ｐ型熱電変換材料パターンとｎ型熱電変換材料パターンとを直列接続となるように配設して、焼成後に熱電変換素子部となる熱電変換素子部パターンを形成する工程と、
前記絶縁体グリーンシートの主面の、前記ｐ型熱電変換材料と前記ｎ型熱電変換材料とが形成されていない領域に、前記ｐ型熱電変換材料パターンおよび前記ｎ型熱電変換材料パターンの表面と、前記絶縁体グリーンシートの主面との段差が実質的になくなるように、段差解消用絶縁材料を付与して熱電構成体シートを形成する工程と、
前記熱電構成体シートを複数枚積層、圧着して積層体を形成する工程と、
前記積層体を焼成する工程と
を具備することを特徴としている。【００１５】
また、本発明の熱電変換モジュールの製造方法においては、複数のｐ型熱電変換材料パターンと、複数のｎ型熱電変換材料パターンとを、交互に電気的に直列接続となるように配設して蛇行形状を有する熱電変換素子部パターンを形成することが望ましい。【００１６】
また、本発明の熱電変換モジュールの製造方法においては、ｐ型熱電変換材料パターンとｎ型熱電変換材料パターンの厚みを、絶縁体グリーンシートの厚みよりも厚くすることが望ましい。【００１７】
また、段差解消用絶縁材料として、絶縁体グリーンシートを構成する絶縁材料と同一組成または類似した組成の材料を用いることが望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明（請求項１）の熱電変換モジュールにおいては、熱電変換素子部を構成するｐ型熱電変換材料層とｎ型熱電変換材料層との周囲の、積層方向に隣り合う絶縁層に挟まれた領域に、熱電変換素子部と、その周囲との段差を解消するための段差解消用絶縁材料層を配設するようにしているので、積みずれや変形が生じることなく、ｐ型熱電変換材料層およびｎ型熱電変換材料層の厚みを厚くすることができる。その結果、熱電変換材料の占有率を向上させることが可能になり、小型で出力が大きく、起電力の高い熱電変換モジュールを提供することが可能になる。【００１９】
複数のｐ型熱電変換材料層と、複数のｎ型熱電変換材料層とが、交互に電気的に直列接続となるように配設されて蛇行形状の熱電変換素子部を構成するようにした場合、絶縁層上への熱電変換素子部の配設密度（配線密度）を向上させて、熱電変換材料の占有率を高めることが可能になり、さらに出力が大きい熱電変換モジュールを得ることが可能になる。【００２０】
また、本発明においては、ｐ型熱電変換材料層およびｎ型熱電変換材料層の厚みを厚くしても積みずれや変形が生じることがないため、熱電変換素子部を構成するｐ型熱電変換材料層およびｎ型熱電変換材料層の厚みを、絶縁層の厚みよりも厚くすることが可能であり、その場合には、さらに小型、高性能の熱電変換モジュールを得ることが可能になる。【００２１】
また、前記段差解消用絶縁材料層として、絶縁層を構成する絶縁材料と同一組成または類似した組成の材料からなるものを用いるようにした場合、原材料の種類を減らして、製造プロセスを簡略化することが可能になるとともに、焼成工程における膨張収縮挙動の差異による層間剥離などの不具合の発生を抑制して、信頼性の高い熱電変換モジュールを効率よく製造することが可能になる。【００２２】
また、本発明の熱電変換モジュールの製造方法によれば、絶縁体グリーンシートの主面の、ｐ型熱電変換材料とｎ型熱電変換材料とが形成されていない領域に、段差解消用絶縁材料を付与して、段差部がなく、厚みがほぼ均一な熱電構成体シートを形成し、これを積層して積層体を形成するようにしているので、ｐ型熱電変換材料層およびｎ型熱電変換材料層の厚みを厚くしても積みずれや変形を生じることがなく、本発明の熱電変換モジュールを効率よく、しかも確実に製造することができる。【００２３】
また、複数のｐ型熱電変換材料層と、複数のｎ型熱電変換材料層とを、交互に電気的に直列接続となるように配設して蛇行形状の熱電変換素子部を構成するようにした場合、絶縁層上への熱電変換素子部の配設密度（配線密度）を向上させて、熱電変換材料の占有率を高めることが可能になり、さらに出力が大きい熱電変換モジュールを得ることが可能になる。【００２４】
また、絶縁シートの主面に配設されるｐ型熱電変換材料パターンとｎ型熱電変換材料パターンの厚みを、絶縁体グリーンシートの厚みよりも厚くすることにより、熱電変換素子部を構成するｐ型熱電変換材料層およびｎ型熱電変換材料層の厚みが、絶縁層の厚みよりも厚く、より小型、高性能の熱電変換モジュールを製造することが可能になる。【００２５】
また、段差解消用絶縁材料として、絶縁体グリーンシートを構成する絶縁材料と同一組成または類似した組成の材料を用いるようにした場合、原材料の種類を減らして、製造プロセスを簡略化することが可能になるとともに、焼成工程における膨張収縮挙動の差異による層間剥離などの不具合の発生などを抑制して、信頼性の高い熱電変換モジュールを効率よく製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例にかかる熱電変換モジュールを示す斜視図である。
【図２】図１の熱電変換モジュールのＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の一実施例にかかる熱電変換モジュールを構成する熱電構成体を示す図である。
【図４】本発明の熱電変換モジュールの製造方法の一工程で絶縁体グリーンシート上にｐ型熱電変換材料を印刷した状態を示す図であって、(ａ)は平面図、(ｂ)は断面図である。
【図５】本発明の熱電変換モジュールの製造方法の一工程で、絶縁体グリーンシート上にｎ型熱電変換材料を印刷して、熱電変換素子部を形成した状態を示す図であって、(ａ)は平面図、(ｂ)は断面図である。
【図６】本発明の熱電変換モジュールの製造方法の一工程で、絶縁体グリーンシートの、ｐ型およびｎ型熱電変換材料の印刷されていない領域に、段差解消用絶縁材料（絶縁体ペースト）を印刷することにより形成した熱電構成体を示す図であって、(ａ)は平面図、(ｂ)は断面図である。
【図７】図６に示す熱電構成体を積層して形成した未焼成の積層体を示す図である。
【図８】従来の熱電変換モジュールを構成する、熱電構成体を模式的に示す図であって、(ａ)は平面図、(ｂ)は断面図である。
【図９】従来の熱電変換モジュールの製造工程において、図８に示す熱電構成体を積層して、積層体を形成した状態を示す図である。
【図１０】従来の熱電変換モジュールを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２７】
１                熱電構成体
１ａ              未焼成の熱電構成体
２                絶縁層
２ａ              絶縁体グリーンシート
３                ｐ型熱電変換材料層
３ａ              ｐ型熱電変換材料（銅ペースト）
４                ｎ型熱電変換材料層
４ａ              ｎ型熱電変換材料（コンスタンタンペースト）
５                熱電変換素子部
５ａ              熱電変換素子部パターン
６                段差解消用絶縁材料層
６ａ              段差解消用絶縁材料（絶縁体ペースト）
７ａ，７ｂ        外部電極
８ａ              第１引出し部
８ｂ              第２引出し部
１０              積層体
１０ａ            未焼成の積層体
１１ａ，１１ｂ    積層体の両端面
２０              熱電変換モジュール
Ｒ                積層方向に隣り合う絶縁層に挟まれた領域
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に本発明の実施例を示して、本発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【実施例】
【００２９】
図１は本発明の一実施例にかかる熱電変換モジュールを示す斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図，図３は熱電変換モジュールを構成する熱電構成体を示す図である。【００３０】
図１〜３に示すように、この熱電変換モジュール２０は、熱電構成体１（図３）を複数枚積層することにより形成された積層体１０の、互いに対向する両端面１１ａ，１１ｂに一対の外部電極７ａ，７ｂが配設された構造を有している。【００３１】
熱電構成体１は、図３に示すように、絶縁層２と、絶縁層２の表面に形成された、複数のｐ型熱電変換材料層３と、複数のｎ型熱電変換材料層４とを備えており、複数のｐ型熱電変換材料層３と、複数のｎ型熱電変換材料層４とは、交互に電気的に直列に接続されて蛇行形状を有する熱電変換素子部５を構成している。【００３２】
そして、この熱電変換モジュール２０において、熱電変換素子部５を構成するｐ型熱電変換材料層３とｎ型熱電変換材料層４の周囲の、積層方向に隣り合う絶縁層２に挟まれた領域Ｒ（図２，３）には、熱電変換素子部５と、その周囲との段差を解消するための段差解消用絶縁材料層６（図２）が配設されている。【００３３】
また、熱電変換モジュール２０を構成する熱電構成体１は、蛇行形状を有する熱電変換素子部５の一端から絶縁層２の端部まで、および熱電変換素子部５の他端から絶縁層２の端部までを電気的に接続する第１引出し部８ａおよび第２引出し部８ｂを備えている。
そして、上述の外部電極７ａ，７ｂは、第１引出し部８ａと第２引出し部８ｂとに対してそれぞれ個別に電気的に接続されている。【００３４】
［製造方法］
次に、この実施例の熱電変換モジュールの製造方法について説明する。【００３５】
＜絶縁体グリーンシートの作製＞
(１)ＢａＣＯ3、Ａｌ2Ｏ3、およびＳｉＯ2を所定の配合比となるように秤量した絶縁体原料を、ジルコニアボールをメディアとして、ボールミルにて２０時間湿式粉砕を行った。
(２)この混合物を８５０〜９５０℃で仮焼し、湿式粉砕した後、有機バインダを加えて混練し、ドクターブレード法によってシート状に成形し、厚み２５μｍの絶縁体グリーンシートを得た。【００３６】
＜段差解消用絶縁材料（絶縁体ペースト）の調製＞
(１)上述の絶縁体グリーンシートを作製する場合と同じく、ＢａＣＯ3、Ａｌ2Ｏ3、およびＳｉＯ2を所定の配合比で秤量した絶縁体原料を、ジルコニアボールをメディアとして、ボールミルにて２０時間湿式粉砕を行った。
(２)それから、この混合物を８５０〜９５０℃で仮焼し、湿式粉砕してスラリーとした。
(３)得られたスラリーを乾燥機で乾燥し、ワニス、溶剤を加え、３本ロールミルで混練し、絶縁体ペーストを作製した。
この絶縁体ペーストを構成する絶縁材は、上述の絶縁体グリーンシートを構成する絶縁材と同じ組成のものである。【００３７】
＜ｐ型およびｎ型熱電変換材料（熱電変換材料ペースト）の作製＞
ｐ型熱電変換材料として銅金属粉末、ｎ型熱電変換材料としてコンスタンタン金属粉末を準備し、それぞれ所定量のワニス、溶剤を加え、３本ロールミルにて混練することにより、銅ペーストとコンスタンタンペーストを作製した。
この銅ペーストとコンスタンタンペーストを、印刷し、焼成することにより、ｐ型熱電変換材料層と、ｎ型熱電変換材料層が形成されることになる。【００３８】
＜絶縁体グリーンシートへの熱電変換材料パターンの形成＞
(１)まず、絶縁体グリーンシートを所定のサイズに打ち抜き、図４(ａ)，(ｂ)に示すように、絶縁体グリーンシート２ａ上に、ｐ型熱電変換材料（銅ペースト）３ａを塗布した。
(２)次に、図５(ａ)，(ｂ)に示すように、ｎ型熱電変換材料（コンスタンタンペースト）４ａを、２５対のｐｎ接合が直列に配列されるようにスクリーン印刷して、蛇行形状を有する熱電変換素子部パターン５ａを形成した。
なお、熱電変換材料である、銅ペーストとコンスタンタンペーストの印刷厚みは、２０、４０、６０μｍの３水準の厚みとし、複数回重ねて印刷するなどの方法で、所定の厚みとした。
(３)次に、図６(ａ)，(ｂ)に示すように、絶縁体グリーンシート２ａの、銅ペースト３ａとコンスタンタンペースト４ａが塗布されていない領域Ｒに、上述のようにして調製した段差解消用絶縁材料（絶縁体ペースト）６ａを、銅ペースト３ａとコンスタンタンペースト４ａの塗布によって生じた段差をなくするようにスクリーン印刷して、未焼成の熱電構成体１ａを形成した。【００３９】
＜積層体の作製、焼成、外部電極の形成＞
(１)それから、得られた熱電構成体１ａを所定枚数（この実施例では２０枚）積層し、圧着することにより、未焼成の積層体１０ａを作製した（図７）。
(２)その後、この積層体１０ａを９８０℃で０．５時間、還元雰囲気中で焼成した。
(３)そして、焼成後の積層体１０の両端面１１ａ，１１ｂに、銀粉末を導電成分とする導電性ペーストを塗布し、焼き付けることにより、出力電力の取り出し用の外部電極７ａ，７ｂを形成した。これにより、図１〜３に示すような熱電変換モジュール２０が得られる。【００４０】
なお、比較のため、段差解消用絶縁材料（絶縁体ペースト）を、銅ペーストとコンスタンタンペーストの塗布によって生じた段差をなくするように印刷することをせず、その他は上記実施例の場合と同様にして、比較例の熱電変換モジュールを作製した。【００４１】
［評価］
上述のようにして作製した熱電変換モジュールを試料として、積みずれの状態、単位面積あたりの出力の大きさを以下の方法で評価した。【００４２】
＜積みずれの評価方法＞
温度差が生じている方向に平行な面を研磨し、内部の熱電変換材料の積みずれの状態を顕微鏡により調べた。【００４３】
＜出力の評価方法＞
作製した各試料（熱電変換モジュール）の一方側の面（高温部）を、ヒーターを熱源として加熱するとともに、他方側の面（低温部）を水冷チラーにより冷却し、高温部と低温部を形成することにより、熱電変換モジュールに温度差を与える。その状態で熱電変換モジュールの外部電極７ａ，７ｂ（図１）にプローブをあて、最大出力（Ｗmax）の測定を行った。
上述のようにして行った評価結果を表１に示す。【００４４】
【表１】
2009011430.tif 000003
【００４５】
なお、表１において、積層状態の良否は、特性を損なう積みずれが生じたものを不良（×）、そのような積みずれの生じていないものを良（○）として評価した。
表１に示すように、段差解消用絶縁材料（絶縁体ペースト）を印刷しなかった試料番号１〜３の比較例の試料の場合、ｐ型およびｎ型熱電変換材料の印刷厚みが絶縁体グリーンシートの厚み（２５μm）より薄い、２０μｍの場合（試料番号１）には、積みずれの発生は認められなかったが、ｐ型およびｎ型熱電変換材料の印刷厚みが、絶縁体グリーンシートの厚み（２５μm）より厚い、４０μｍ、６０μｍになると（試料番号２および３）、積みずれが発生し、出力の評価を行うことができない状態となった。【００４６】
これに対し、段差解消用絶縁材料（絶縁体ペースト）を印刷した本発明の実施例にかかる、試料番号４〜６の試料の場合、いずれも、積みずれは発生せず、ｐ型およびｎ型熱電変換材料の印刷厚みを４０μmとした試料５の試料の場合、１６．７ｍＷ／ｃｍ2の出力が得られ、また、ｐ型およびｎ型熱電変換材料の印刷厚みを６０μmとした試料６の試料の場合、２８．４ｍＷ／ｃｍ2の出力が得られることが確認された。【００４７】
なお、ｐ型およびｎ型熱電変換材料の印刷厚みが絶縁体グリーンシートの厚みより薄い、２０μｍの場合には、段差解消用絶縁材料を印刷していない試料番号１の試料、および、段差解消用絶縁材料を印刷した試料番号４の試料のいずれの場合にも、積みずれの発生は認められなかったが、熱電変換材料の印刷厚みが２０μｍと薄いため、得られる出力が小さかった。【００４８】
したがって、十分な出力を得ようとすると熱電変換材料の印刷厚みを厚くすることが必要になり、その場合には、段差解消用絶縁材料を印刷しない従来の構成（試料番号２および３）では、積みずれが生じ、所望の出力を得ることが可能な熱電変換モジュールは得られなくなるが、段差解消用絶縁材料を印刷した本発明の実施例の試料（試料番号５および６）の場合には、熱電変換材料の印刷厚みを厚くしても積みずれが生じず、出力の大きい熱電変換モジュールを得ることができて有意義である。【００４９】
なお、上記実施例では、ｐ型およびｎ型熱電変換材料層を直列に接続してなる熱電変換素子部を蛇行形状とした場合を例にとって説明したが、熱電変換素子部の形状は、他の形状とすることも可能である。【００５０】
また、上記実施例では、段差解消用絶縁材料層を構成する絶縁材料が、絶縁層を構成する絶縁材料と同一組成の材料からなるものである場合を例にとって説明したが、段差解消用絶縁材料層を構成する絶縁材料として、絶縁層を構成する絶縁材料とは異なる絶縁材料を用いることも可能である。【００５１】
本発明は、さらにその他の点においても上記実施例に限定されるものではなく、ｐ型およびｎ型熱電変換材料の種類、熱電構成体の積層数、焼成条件などの製造時の具体的な条件その他に関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
上述のように、本発明によれば、熱電変換材料の占有率を高めるために、ｐ型熱電変換材料層およびｎ型熱電変換材料層の厚みを厚くした場合にも、積みずれや変形が生じず、小型で出力や起電力の高い熱電変換モジュールを得ることが可能になる。
したがって、本発明は、熱を直接電気に変換するための熱電変換発電装置として、廃熱の発生する種々の分野で有効に利用することが可能である。
【図１】
2009011430.tif 000004
【図２】
2009011430.tif 000005
【図３】
2009011430.tif 000006
【図４】
2009011430.tif 000007
【図５】
2009011430.tif 000008
【図６】
2009011430.tif 000009
【図７】
2009011430.tif 000010
【図８】
2009011430.tif 000011
【図９】
2009011430.tif 000012
【図１０】
2009011430.tif 000013
【国際調査報告】
2009011430.tif 000014
2009011430.tif 000015
2009011430.tif 000016
2009011430.tif 000017
2009011430.tif 000018
2009011430.tif 000019