(57)【要約】【課題】高いフレキシブル性と高い熱電変換効率とを両立し得る熱電変換モジュールを提供する。【解決手段】可撓性を有する基板と、前記基板の少なくとも一方の面に配置される熱電変換素子体と、少なくとも１つの第１高熱伝導体とを備える熱電変換モジュールであり、前記熱電変換素子体は、ｎ個の熱電変換素子Ａ１〜Ａｎが順番に直列的に接合されてなる素子本体と、第１電極と、第２電極と、を備え、前記ｎ個の熱電変換素子Ａ１〜Ａｎとして、ｐ型熱電変換素子とｎ型熱電変換素子とが交互に接合され、前記ｎ個の熱電変換素子Ａ１〜Ａｎにおいて、互いに隣接する熱電変換素子間に、前記熱電変換素子Ａ１側から順にｎ−１個の接合部が形成され、前記少なくとも１つの第１高熱伝導体は、前記熱電変換素子体の厚み方向の一方側のみに配置され、所定の形態で前記接合部に接続する、熱電変換モジュール。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する基板と、前記基板の少なくとも一方の面に配置される熱電変換素子体と、少なくとも１つの第１高熱伝導体とを備える熱電変換モジュールであり、
前記熱電変換素子体は、ｎ個（ｎは４以上の整数）の熱電変換素子Ａ１〜Ａｎが順番に直列的に接合されてなる素子本体と、前記熱電変換素子Ａ１に接続する第１電極と、前記熱電変換素子Ａｎに接続する第２電極と、を備え、
前記ｎ個の熱電変換素子Ａ１〜Ａｎとして、ｐ型熱電変換素子とｎ型熱電変換素子とが交互に接合され、かつ、前記熱電変換素子Ａ１は、前記ｐ型熱電変換素子または前記ｎ型熱電変換素子であり、
前記ｎ個の熱電変換素子Ａ１〜Ａｎにおいて、互いに隣接する熱電変換素子間に、前記熱電変換素子Ａ１側から順にｎ−１個の接合部が形成され、
前記少なくとも１つの第１高熱伝導体は、前記熱電変換素子体の厚み方向の一方側のみに配置され、下記（１）または（２）の形態で前記接合部に接続する、熱電変換モジュール。
（１）前記熱電変換素子Ａ１側から奇数番目の接合部の少なくとも１つに接続し、かつ、偶数番目の接合部には接続しない
（２）前記熱電変換素子Ａ１側から偶数番目の接合部の少なくとも１つに接続し、かつ、奇数番目の接合部には接続しない
【請求項２】
前記第１電極と前記第２電極とが、前記基板上で互いに近接して配置される、請求項１に記載の熱電変換モジュール。
【請求項３】
前記第１電極と前記第２電極とが、いずれも前記基板の外縁上に配置される、請求項１または２に記載の熱電変換モジュール。
【請求項４】
前記第１高熱伝導体の熱伝導率が１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である、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】
前記第１高熱伝導体が金属材料および／またはセラミック材料を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の熱電変換モジュール。
【請求項６】
前記第１高熱伝導体がカーボン材料を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の熱電変換モジュール。
【請求項７】
前記第１高熱伝導体が磁石を有する、請求項１〜６のいずれかに記載の熱電変換モジュール。
【請求項８】
前記基板が、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、および水素添加スチレン系樹脂からなる群より選択される少なくとも１種を含有する、請求項１〜７のいずれかに記載の熱電変換モジュール。
【請求項９】
前記ｐ型熱電変換素子および前記ｎ型熱電変換素子の少なくとも一方が、導電性高分子化合物および／または繊維状炭素ナノ構造体を含有する、請求項１〜８のいずれかに記載の熱電変換モジュール。
【請求項１０】
前記ｎ個の熱電変換素子Ａ１〜Ａｎの一部同士が前記基板の厚み方向に隣接し、
前記厚み方向に隣接する熱電変換素子Ａ１〜Ａｎの一部同士における前記接合部のうち、前記第１高熱伝導体に接続する接合部同士が前記厚み方向に揃って配置される、請求項１〜９のいずれかに記載の熱電変換モジュール。
【請求項１１】
更に第２高熱伝導体を備え、
前記第２高熱伝導体は、前記熱電変換素子体の厚み方向のうち前記第１高熱伝導体が配置されていない側のみに配置され、
前記第１高熱伝導体が前記（１）の形態で前記接合部に接続する場合、前記第２高熱伝導体は下記（３）の形態で前記接合部に接続し、
前記第１高熱伝導体が前記（２）の形態で前記接合部に接続する場合、前記第２高熱伝導体は下記（４）の形態で前記接合部に接続する、請求項１〜１０のいずれかに記載の熱電変換モジュール。
（３）前記熱電変換素子Ａ１側から偶数番目の接合部の少なくとも１つに接続し、かつ、奇数番目の接合部には接続しない
（４）前記熱電変換素子Ａ１側から奇数番目の接合部の少なくとも１つに接続し、かつ、偶数番目の接合部には接続しない
【請求項１２】
前記第２高熱伝導体の熱伝導率が１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である、請求項１１に記載の熱電変換モジュール。
【請求項１３】
前記第２高熱伝導体が金属材料および／またはセラミック材料を含む、請求項１１または１２に記載の熱電変換モジュール。
【請求項１４】
前記第２高熱伝導体がカーボン材料を含む、請求項１１〜１３のいずれかに記載の熱電変換モジュール。
【請求項１５】
前記第２高熱伝導体がヒートパイプである、請求項１１〜１４のいずれかに記載の熱電変換モジュール。
【請求項１６】
更に放熱部材を備え、
前記第２高熱伝導体が前記放熱部材に接続する、請求項１１〜１５のいずれかに記載の熱電変換モジュール。
【請求項１７】
前記第２高熱伝導体が、ゴム状材料、ゲル状材料、および液状材料からなる群から選択される少なくとも１種の材料を介して前記放熱部材に接続する、請求項１６に記載の熱電変換モジュール。
【請求項１８】
前記放熱部材の熱伝導率が１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である、請求項１６または１７に記載の熱電変換モジュール。
【請求項１９】
前記放熱部材が金属材料および／またはセラミック材料を含む、請求項１６〜１８のいずれかに記載の熱電変換モジュール。
【請求項２０】
前記放熱部材がカーボン材料を含む、請求項１６〜１９のいずれかに記載の熱電変換モジュール。
【請求項２１】
熱電変換モジュールと熱源とを備える発電システムであって、
前記熱電変換モジュールが請求項１〜２０のいずれかに記載の熱電変換モジュールであり、
前記第１高熱伝導体が前記熱源に接続する、発電システム。
【請求項２２】
前記第１高熱伝導体が、ゴム状材料、ゲル状材料、および液状材料からなる群から選択される少なくとも１種の材料を介して前記熱源に接続する、請求項２１に記載の発電システム。
【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発電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、温度差を利用して熱を電気に変換する熱電変換モジュールが、未利用の熱エネルギーを活用するための有効な手段として期待されている。中でも、熱電変換モジュールとしては、起電力が大きいことから、ｐ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ）型半導体材料とｎ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ）型半導体材料とを接合して形成した接合体を含んでなる熱電変換モジュールが注目されている。
【０００３】
ここで、熱電変換モジュールは種々の形状を有する熱源に対して使用されるため、平面だけでなく、曲面上においても良好に設置可能であることが求められる。
例えば、特許文献１においては、熱電変換素子および電極から構成される熱電変換モジュールであって、複数の熱電変換素子が可撓性のある素材を介して前記可撓性のある素材の両側に配置され、前記複数の熱電変換素子のうちの前記可撓性のある素材が配置されている面の反対側の面に電極が配置されていることを特徴とする熱電変換モジュールが、湾曲部を有する熱源に対しても密着できることが報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開第２００９−４３７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１に記載の熱電変換モジュールでは、可撓性のある素材の両側に熱電変換素子が配置され、厚み方向の温度差を利用して熱電変換が行なわれるため、熱電変換モジュールの厚みを比較的大きくする必要がある。そのため、熱電変換モジュールを薄型化してフレキシブル性を高めようとすると、厚み方向の温度差が小さくなり、熱電変換効率が悪化することから、熱電変換モジュールのフレキシブル性と熱電変換効率とを高いレベルで両立させることが困難であった。
【０００６】
したがって、上記従来技術においては、熱電変換モジュールの高いフレキシブル性と高い熱電変換効率とを両立する点において改善の余地があった。
【０００７】
そこで、本発明は、高いフレキシブル性と高い熱電変換効率とを両立し得る熱電変換モジュールを提供することを目的とする。
また、本発明は、当該熱電変換モジュールを備える発電システム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】
【０００８】
この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の熱電変換モジュールは、可撓性を有する基板と、前記基板の少なくとも一方の面に配置される熱電変換素子体と、少なくとも１つの第１高熱伝導体とを備える熱電変換モジュールであり、前記熱電変換素子体は、ｎ個（ｎは４以上の整数）の熱電変換素子Ａ１〜Ａｎが順番に直列的に接合されてなる素子本体と、前記熱電変換素子Ａ１に接続する第１電極と、前記熱電変換素子Ａｎに接続する第２電極と、を備え、前記ｎ個の熱電変換素子Ａ１〜Ａｎとして、ｐ型熱電変換素子とｎ型熱電変換素子とが交互に接合され、かつ、前記熱電変換素子Ａ１は、前記ｐ型熱電変換素子または前記ｎ型熱電変換素子であり、前記ｎ個の熱電変換素子Ａ１〜Ａｎにおいて、互いに隣接する熱電変換素子間に、前記熱電変換素子Ａ１側から順にｎ−１個の接合部が形成され、前記少なくとも１つの第１高熱伝導体は、前記熱電変換素子体の厚み方向の一方側のみに配置され、下記（１）または（２）：
（１）前記熱電変換素子Ａ１側から奇数番目の接合部の少なくとも１つに接続し、かつ、偶数番目の接合部には接続しない
（２）前記熱電変換素子Ａ１側から偶数番目の接合部の少なくとも１つに接続し、かつ、奇数番目の接合部には接続しない
のいずれかの形態で前記接合部に接続することを特徴とする。このように、可撓性を有する基板と、当該基板の少なくとも一方の面に配置される熱電変換素子体と、少なくとも１つの第１高熱伝導体とを備え、当該熱電変換素子体が、直列的に接合される４個以上の熱電変換素子として、ｐ型熱電変換素子とｎ型熱電変換素子とが交互に接合されてなる素子本体と、当該素子本体の始端および終端である熱電変換素子にそれぞれ接続する第１電極および第２電極とを有し、少なくとも１つの高熱伝導体が当該熱電変換素子間の接合部に所定の形態で接続する、熱電変換モジュールであれば、高いフレキシブル性と高い熱電変換効率とを両立することができる。
【０００９】
ここで、本発明の熱電変換モジュールは、前記第１電極と前記第２電極とが、前記基板上で互いに近接して配置されることが好ましい。第１電極と第２電極とが、基板上で互いに近接して配置されれば、熱電変換モジュールを他の電子部品等と接続する際に、互いに近接した箇所に纏まって配置された１対の電極を利用できるので、配線を簡便にすることができる。
【００１０】
また、本発明の熱電変換モジュールは、前記第１電極と前記第２電極とが、いずれも前記基板の外縁上に配置されることが好ましい。第１電極と第２電極とが、いずれも基板の外縁上に配置されれば、熱電変換モジュールを他の電子部品等と接続する際に、基板の外縁上に配置された電極を利用できるので、配線を簡便にすることができる。
【００１１】
さらに、本発明の熱電変換モジュールは、前記第１高熱伝導体の熱伝導率が１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましい。第１高熱伝導体の熱伝導率が１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であれば、熱電変換素子における高温部と低温部との温度差大きくして、熱電変換モジュールの熱電変換効率を更に高めることができる。
【００１２】
また、本発明の熱電変換モジュールは、前記第１高熱伝導体が金属材料および／またはセラミック材料を含むことが好ましい。第１高熱伝導体が金属材料および／またはセラミック材料を含めば、熱電変換素子における高温部と低温部との温度差を大きくして、熱電変換モジュールの熱電変換効率を更に高めることができる。
【００１３】
さらに、本発明の熱電変換モジュールは、前記第１高熱伝導体がカーボン材料を含むことが好ましい。第１高熱伝導体がカーボン材料を含めば、熱電変換素子における高温部と低温部との温度差を大きくして、熱電変換モジュールの熱電変換効率を更に高めることができる。
【００１４】
また、本発明の熱電変換モジュールは、前記第１高熱伝導体が磁石を有することが好ましい。第１高熱伝導体が磁石を有すれば、熱源の表面が強磁性体である場合に、第１高熱伝導体が磁石により熱源表面に吸着できるため、熱電変換モジュールの設置性を高めることができる。
【００１５】
さらに、本発明の熱電変換モジュールは、前記基板が、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、および水素添加スチレン系樹脂からなる群より選択される少なくとも１種を含有することが好ましい。基板が上記所定の材料の少なくとも１種を含有すれば、熱電変換モジュールの熱や環境中の水分による劣化を防止し、熱電変換モジュールの寿命を長くすることができる。
【００１６】
また、本発明の熱電変換モジュールは、前記ｐ型熱電変換素子および前記ｎ型熱電変換素子の少なくとも一方が、導電性高分子化合物および／または繊維状炭素ナノ構造体を含有することが好ましい。ｐ型熱電変換素子およびｎ型熱電変換素子の少なくとも一方が、導電性高分子化合物および／または繊維状炭素ナノ構造体を含有すれば、熱電変換モジュールの熱電変換効率を更に高めることができる。
【００１７】
さらに、本発明の熱電変換モジュールは、前記ｎ個の熱電変換素子Ａ１〜Ａｎの一部同士が前記基板の厚み方向に隣接し、前記厚み方向に隣接する熱電変換素子Ａ１〜Ａｎの一部同士における前記接合部のうち、前記第１高熱伝導体に接続する接合部同士が前記厚み方向に揃って配置されることが好ましい。ｎ個の熱電変換素子の一部同士が基板の厚み方向に隣接し、当該厚み方向に隣接する熱電変換素子の一部同士における接合部のうち、第１高熱伝導体に接続する接合部同士が前記厚み方向に揃って配置されれば、熱電変換モジュールの単位面積当たりの発電量を高めることができる。
【００１８】
そして、本発明の熱電変換モジュールは、更に第２高熱伝導体を備え、前記第２高熱伝導体は、前記熱電変換素子体の厚み方向のうち前記第１高熱伝導体が配置されていない側のみに配置され、前記第１高熱伝導体が前記（１）の形態で前記接合部に接続する場合、前記第２高熱伝導体は下記（３）：
（３）前記熱電変換素子Ａ１側から偶数番目の接合部の少なくとも１つに接続し、かつ、奇数番目の接合部には接続しない
の形態で前記接合部に接続し、前記第１高熱伝導体が前記（２）の形態で前記接合部に接続する場合、前記第２高熱伝導体は下記（４）：
（４）前記熱電変換素子Ａ１側から奇数番目の接合部の少なくとも１つに接続し、かつ、偶数番目の接合部には接続しない
の形態で前記接合部に接続することが好ましい。前記第２高熱伝導体が、前記熱電変換素子体の厚み方向のうち前記第１高熱伝導体が配置されていない側のみに配置され、前記第１高熱伝導体が前記接合部に接続する形態に応じて、前記第２高熱伝導体が上記所定の形態で前記接合部に接続すれば、熱電変換素子における高温部と低温部との温度差を大きくして、熱電変換モジュールの熱電変換効率を更に高めることができる。
【００１９】
さらに、本発明の熱電変換モジュールは、前記第２高熱伝導体の熱伝導率が１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましい。第２高熱伝導体の熱伝導率が１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であれば、熱電変換素子における高温部と低温部との温度差を更に大きくして、熱電変換モジュールの熱電変換効率を一層高めることができる。
【００２０】
また、本発明の熱電変換モジュールは、前記第２高熱伝導体が金属材料および／またはセラミック材料を含むことが好ましい。第２高熱伝導体が金属材料および／またはセラミック材料を含めば、熱電変換素子における高温部と低温部との温度差を更に大きくして、熱電変換モジュールの熱電変換効率を一層高めることができる。
【００２１】
さらに、本発明の熱電変換モジュールは、前記第２高熱伝導体がカーボン材料を含むことが好ましい。第２高熱伝導体がカーボン材料を含めば、熱電変換素子における高温部と低温部との温度差を更に大きくして、熱電変換モジュールの熱電変換効率を一層高めることができる。
【００２２】
また、本発明の熱電変換モジュールは、前記第２高熱伝導体がヒートパイプであることが好ましい。第２高熱伝導体がヒートパイプであれば、熱電変換素子における高温部と低温部との温度差を更に大きくして、熱電変換モジュールの熱電変換効率を一層高めることができる。
【００２３】
さらに、本発明の熱電変換モジュールは、更に放熱部材を備え、前記第２高熱伝導体が前記放熱部材に接続することが好ましい。熱電変換モジュールが更に放熱部材を備え、第２高熱伝導体が放熱部材に接続すれば、熱電変換素子における高温部と低温部との温度差を更に大きくして、熱電変換モジュールの熱電変換効率を一層高めることができる。
【００２４】
また、本発明の熱電変換モジュールは、前記第２高熱伝導体が、ゴム状材料、ゲル状材料、および液状材料からなる群から選択される少なくとも１種の材料を介して前記放熱部材に接続することが好ましい。第２高熱伝導体が、ゴム状材料、ゲル状材料、および液状材料からなる群から選択される少なくとも１種の材料を介して放熱部材に接続すれば、第２高熱伝導体と放熱部材との熱抵抗を小さくし、熱電変換モジュールの熱電変換効率をより一層高めることができる。
【００２５】
さらに、本発明の熱電変換モジュールは、前記放熱部材の熱伝導率が１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましい。放熱部材の熱伝導率が１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であれば、熱電変換素子における高温部と低温部との温度差を一層大きくして、熱電変換モジュールの熱電変換効率をより一層高めることができる。
【００２６】
また、本発明の熱電変換モジュールは、前記放熱部材が金属材料および／またはセラミック材料を含むことが好ましい。放熱部材が金属材料および／またはセラミック材料を含めば、熱電変換素子における高温部と低温部との温度差を一層大きくして、熱電変換モジュールの熱電変換効率をより一層高めることができる。
【００２７】
さらに、本発明の熱電変換モジュールは、前記放熱部材がカーボン材料を含むことが好ましい。放熱部材がカーボン材料を含めば、熱電変換素子における高温部と低温部との温度差を一層大きくして、熱電変換モジュールの熱電変換効率をより一層高めることができる。
【００２８】
また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の発電システムは、熱電変換モジュールと熱源とを備える発電システムであって、前記熱電変換モジュールが上述したいずれかの熱電変換モジュールであり、前記第１高熱伝導体が前記熱源に接続することを特徴とする。このように、上述したいずれかの熱電変換モジュールと熱源とを備え、第１高熱伝導体が熱源に接続する発電システムは、熱源からの熱を利用して良好に発電することができる。
【００２９】
ここで、本発明の発電システムは、前記第１高熱伝導体が、ゴム状材料、ゲル状材料、および液状材料からなる群から選択される少なくとも１種の材料を介して前記熱源に接続することが好ましい。第１高熱伝導体が、ゴム状材料、ゲル状材料、および液状材料からなる群から選択される少なくとも１種の材料を介して熱源に接続すれば、第１高熱伝導体と熱源との熱抵抗を小さくし、発電システムの熱電変換効率を高めることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、高いフレキシブル性と高い熱電変換効率とを両立し得る熱電変換モジュールを提供することができる。
また、本発明によれば、当該熱電変換モジュールを備える発電システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る発電システムの概略構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す発電システムの平面図である。
【図３】図１に示す発電システムの変形例１の断面図である。
【図４】図１に示す発電システムの変形例２の断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る発電システムの概略構成を示す断面図である。
【図６】図５に示す発電システムの平面図である。
【図７】図５に示す発電システムの変形例３の断面図である。
【図８】図５に示す発電システムの変形例４の断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る発電システムの概略構成を示す平面図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る発電システムの概略構成を示す断面図である。
【図１１】図１０に示す発電システムの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
なお、本明細書において、上下方向とは、図２などの発電システムの平面図の紙面に垂直な方向を意味し、上方は同図における紙面手前方向、下方はその反対方向を意味するものとする。
【００３３】
（第１の実施形態）
以下、図１〜４を参照して、本発明の第１の実施形態に係る発電システムについて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る発電システム３００の概略構成を示す断面図である。なお、図１は、発電システム３００を、熱電変換素子Ａ１および熱電変換素子Ａ７の中心を通る線（後述の図２中のＸ１−Ｘ１線）で切断した場合の断面図である。また、図２は、発電システム３００における１対の基板２０のうち上方の基板２０ｂのみを除いた平面図である。
【００３４】
図１に示すように、発電システム３００は、熱源２００と、熱源２００上に当接配置される熱電変換モジュール１００と、を備える。そして、熱電変換モジュール１００は、厚み方向に隣接する１対の基板２０（基板２０aおよび２０ｂ）と、１対の基板２０の間に形成される熱電変換素子体１０と、１対の基板２０のうち熱源２００側の基板２０ａ上に配置される８個の第１高熱伝導体３０とを備える。ここで、１対の基板２０aおよび２０ｂは同一の長方形の形状を有し、可撓性を有する。また、第１高熱伝導体３０は直方体状の形状を有する。
【００３５】
そして、熱電変換素子体１０は、１４個の熱電変換素子Ａ１〜Ａ１４が順番に直列的に接続されてなる素子本体５と、当該熱電変換素子Ａ１に接続する第１電極６と、前記熱電変換素子Ａ１４に接続する第２電極７と、を備える。具体的には、基板２０上の一方の短辺側（図示例では右短辺側）で、第１電極６と接続する熱電変換素子Ａ１が配置され、当該熱電変換素子Ａ１から６個の熱電変換素子Ａ２〜Ａ７が基板２０の長手方向他方側（図示例では左側）に向かって連続して接合する。そして、基板２０上の他方の短辺側（図示例では左短辺側）において、折り返し接合部材４が、素子本体５を折り返すようにして、熱電変換素子Ａ７と熱電変換素子Ａ８とを（図示例では基板２０の短手方向に）接合する。さらに、当該熱電変換素子Ａ８から６個の熱電変換素子Ａ９〜Ａ１４が基板２０の長手方向一方側（図示例では右側）に向かって連続して接合し、基板２０上の一方の短辺側（図示例では右短辺側）で、熱電変換素子Ａ１４が第２電極７に接続する。上述した構成により、熱電変換素子体１０はＵ字状の構造を有する。
【００３６】
なお、１４個の熱電変換素子Ａ１〜Ａ１４としては、ｐ型熱電変換素子１とｎ型熱電変換素子２とが交互に接続されている。ここで、熱電変換素子Ａ１は、ｐ型熱電変換素子１である。そして、熱電変換素子体１０の素子本体５を構成する各熱電変換素子Ａ１〜Ａ１４（各ｐ型熱電変換素子１およびｎ型熱電変換素子２）における始端（第１電極６）側の端部から終端（第２電極７）側の端部に向かう方向（以下、「接合方向」と称することがある。）の長さは、一致している。
【００３７】
さらに、１４個の熱電変換素子Ａ１〜Ａ１４において、互いに隣接する熱電変換素子間に、熱電変換素子Ａ１側から順に１３個の接合部３が形成されている。ここで、各接合部３においては、ｐ型熱電変換素子１とｎ型熱電変換素子２とが接合している。なお、上記折り返し接合部材４により熱電変換素子Ａ７および熱電変換素子Ａ８が接合される箇所も接合部３に含まれるものとする。また、上述したＵ字状の構造において、基板２０の短手方向に隣接する熱電変換素子Ａ１〜Ａ７と熱電変換素子Ａ８〜Ａ１４との間では、熱電変換素子Ａ１〜Ａ７に形成された接合部３と熱電変換素子Ａ８〜Ａ１４に形成された接合部３とが基板２０の短手方向に揃って配置される。具体的には、熱電変換素子Ａ１側から１番目および１３番目、２番目および１２番目、３番目および１１番目、４番目および１０番目、５番目および９番目、６番目および８番目の接合部３の対がそれぞれ基板２０の短手方向に揃って配置されている。
【００３８】
そして、１３個の接合部３のうち、熱電変換素子Ａ１側から偶数番目（即ち、２、４、６、８、１０、および１２番目）の接合部３に対して、直方体状の第１高熱伝導体３０が１つずつ接続する。また、第１電極６と熱電変換素子Ａ１との接続部８、および第２電極７と熱電変換素子Ａ１４との接続部９に対しても、第１高熱伝導体３０が接続する。より具体的には、熱電変換素子体１０の厚み方向の一方側（図示例では下方側）のみに配置された８個の第１高熱伝導体３０が、基板２０ａを介して、熱電変換素子Ａ１側から２、４、６、８、１０、および１２番目の接合部３、並びに、第１電極６と熱電変換素子Ａ１との接続部８、および第２電極７と熱電変換素子Ａ１４との接続部９の合計８箇所に１つずつ接続する。そして、８個の第１高熱伝導体３０はそれぞれ、上述した接合部３、接続部８または接続部９に接続する面（図示例では上方の面）とは反対側の面（図示例では下方の面）で熱源２００と接続する。
【００３９】
なお、上述した発電システム３００および熱電変換モジュール１００はあくまで一例であり、本発明の熱電変換モジュールおよび発電システムはこれらに限定されない。
【００４０】
また、図示例では、熱源２００の平坦な表面上に熱電変換モジュール１００を曲げることなく設置している形態を示したが、熱電変換モジュール１００は高いフレキシブル性を有するため、熱電変換モジュール１００の少なくとも一部を曲げながら曲面を有する熱源上に良好に設置することもできる。
【００４１】
熱電変換モジュール１００による発電の概略スキームは以下の通りである。まず、熱源２００より放出された熱が第１高熱伝導体３０によって受容され、さらに接合部３にて接合されたｐ型熱電変換素子１およびｎ型熱電変換素子２の各端部に伝えられる。これにより、ｐ型熱電変換素子１およびｎ型熱電変換素子２の各々において、第１高熱伝導体３０に接続している接合部３側の端部（高温部）から、第１高熱伝導体３０に接続していない接合部３側の端部（低温部）へ向かう方向の温度勾配が生じる。そして、高温部と低温部との温度差に起因するゼーベック効果により起電力が生じ、熱電変換モジュール１００が発電する。このとき、高温部と低温部との温度差が大きければ、生じる起電力が大きくなり、熱電変換モジュール１００の熱電変換効率が向上しうる。
【００４２】
そして、熱電変換モジュール１００は、基板２０の少なくとも一方の面に配置される熱電変換素子体１０において、ｐ型熱電変換素子１とｎ型熱電変換素子２とが合計４個以上交互に直列的に接合されてなる素子本体５を有し、さらに、当該熱電変換素子間に形成された複数の接合部３に対して、少なくとも１つの高熱伝導体３０が上述した所定の形態で接続する構造（「ｉｎ−ｐｌａｎｅ型構造」と称することがある。）を備えているため、厚み方向ではなく、基板２０に平行な面内方向の温度差を利用して熱電変換を行えることから、温度差を確保するために形状を厚くする必要が無くなるため、熱電変換効率を十分に高く確保しつつ、熱電変換モジュール１００を薄型化してフレキシブル性を高めることができる。
【００４３】
ここで、熱電変換モジュール１００が備える基板２０は、可撓性を有する。熱電変換モジュール１００は、当該可撓性を有する基板２０を備えることにより、高いフレキシブル性を発揮することができる。
そして、当該基板２０は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、および水素添加スチレン系樹脂からなる群より選択される少なくとも１種を含有することが好ましい。基板２０が上記所定の材料の少なくとも１種を含有すれば、熱電変換モジュール１００の熱や環境中の水分による劣化を防止し、熱電変換モジュール１００の寿命を長くすることができる。
【００４４】
基板２０の形状は特に限定されないが、上面から見て、図示例のように、長方形状であることが好ましい。基板２０の形状が長方形状であれば、熱電変換モジュール１００を円筒形状の熱源の表面に容易に巻き付けることができるため、熱電変換モジュール１００の設置性を高めることができる。
【００４５】
なお、基板２０の厚みは、１０μｍ以上であることが好ましく、２０μｍ以上であることがより好ましく、２００μｍ以下であることが好ましく、１５０μｍ以下であることがより好ましい。基板２０の厚みが上記下限値以上であれば、熱電変換モジュール１００の機械的強度を向上させることができる。一方、基板２０の厚みが上記上限以下であれば、熱電変換モジュール１００のフレキシブル性を更に高めることができる。
【００４６】
なお、熱電変換モジュール１００は、図示例のように、熱電変換素子体１０の両面に２枚の基板２０を備えていてもよいが、熱電変換モジュール１００が備える基板２０の配置および枚数はこれに限定されることはなく、例えば、熱電変換モジュール１００は、熱電変換素子体１０の上方または下方のいずれか一方の面のみに１枚の基板２０を備えていてもよい。また、図示例では、熱電変換モジュール１００が備える２枚の基板２０は同一のものであるが、熱電変換モジュール１００が複数枚の基板２０を備える場合、当該複数枚の基板２０としては、全て同一のものを使用する必要は無く、複数の基板２０相互間で材質、厚み、大きさ等が異なるものを任意に使用することができる。
【００４７】
そして、熱電変換モジュール１００が備える熱電変換素子体１０は、上述した基板２０の少なくとも一方の面に配置される。図示例では、熱電変換モジュール１００は、熱電変換素子体１０の上方および下方の両面に２枚の基板２０を備えているため、当該２枚の基板２０のそれぞれの一方の面に熱電変換素子体１０が配置されていることになるが、これに限定されることはなく、熱電変換素子体１０は基板２０の両面に配置されていてもよい。なお、熱電変換素子体１０は基板２０の少なくとも一方の面に配置されるため、通常、熱電変換素子体１０は、基板２０の平面と平行な平面に含まれるように配置されている。また、熱電変換素子体１０は、基板２０の少なくとも一方の面に他の部材等を介して配置されていてもよいが、通常は基板２０の少なくとも一方の表面に直接接触して配置されているものとする。
【００４８】
ここで、熱電変換素子体１０は、図２の平面図では、それぞれ基板２０の長手方向に沿って連続して接合された熱電変換素子Ａ１〜Ａ７とＡ８〜Ａ１４とが、折り返し接合部材４を介して接合されてなる素子本体５を有し、当該熱電変換素子Ａ１〜Ａ１４として、ｐ型熱電変換素子１とｎ型熱電変換素子２とが交互に接合され、熱電変換素子Ａ１はｐ型熱電変換素子１であるが、これに限定されることはなく、ｎ個（ｎは４以上の整数）の熱電変換素子Ａ１〜Ａｎが順番に直列的に接合されてなる素子本体５を備え、当該ｎ個の熱電変換素子Ａ１〜Ａｎとして、ｐ型熱電変換素子１とｎ型熱電変換素子２とが交互に接合され、かつ、当該熱電変換素子Ａ１は、ｐ型熱電変換素子１またはｎ型熱電変換素子２であればよい。
【００４９】
そして、通常、熱電変換素子体１０は基板２０に平行な平面内に含まれるように配置されるため、熱電変換素子体１０の素子本体５を構成する熱電変換素子Ａ１〜Ａｎ（ｐ型熱電変換素子１およびｎ型熱電変換素子２）は基板２０に平行な平面内の任意の方向に接合することができる。
ここで、「基板２０に平行な平面内の任意の方向に接合することができる」とは、熱電変換素子体１０の素子本体５を構成する１対のｐ型熱電変換素子１とｎ型熱電変換素子２とが接合する場合に、ｐ型熱電変換素子１の接合方向と、ｎ型熱電変換素子２の接合方向とが、いずれも基板２０に平行な同一の平面内に含まれ、且つ、両者のなす角が任意の角度を示し得ることを意味する。
【００５０】
ここで、上述したように、素子本体５を構成するｎ個の熱電変換素子Ａ１〜Ａｎ（図示例ではｎ＝１４）としては、ｐ型熱電変換素子１とｎ型熱電変換素子２とが交互に接合されていればよいが、図２の平面図に示す熱電変換モジュール１００における熱電変換素子Ａ１〜Ａ７およびＡ８〜Ａ１４のように、ｐ型熱電変換素子１とｎ型熱電変換素子２とが、基板２０の長手方向に接合されていることが好ましい。このように、熱電変換素子体１０の素子本体５において、ｐ型熱電変換素子１とｎ型熱電変換素子２とが、基板２０の長手方向に接合されていれば、熱電変換モジュール１００のフレキシブル性を更に高めることができる。より具体的には、当該ｐ型熱電変換素子１およびｎ型熱電変換素子２が上記所定の方向に接合することで、熱電変換モジュール１００の基板２０の長手方向におけるフレキシブル性を高めることができる。
【００５１】
そして、ｐ型熱電変換素子１およびｎ型熱電変換素子２を形成するための熱電変換材料としては、特に限定されることなく、ビスマステルル系化合物；アンチモン系化合物；シリコン系化合物；金属酸化物系化合物；ホイスラー合金系化合物；ポリチオフェン系化合物、ポリアセチレン系化合物、ポリアニリン系化合物、ポリピロール系化合物等の導電性高分子化合物；カーボンナノチューブ等の繊維状炭素ナノ構造体；これらの複合材料等を用いることができる。中でも、導電性高分子化合物および繊維状炭素ナノ構造体を用いることが好ましく、繊維状炭素ナノ構造体を用いることがより好ましく、カーボンナノチューブ（以下、ＣＮＴとも称する）を用いることが特に好ましい。ｐ型熱電変換素子１およびｎ型熱電変換素子２の少なくとも一方が、熱電変換材料として、導電性高分子化合物および／または繊維状炭素ナノ構造体を含有すれば、熱電変換モジュール１００の熱電変換効率を更に高めることができる。さらに、ｐ型熱電変換素子１およびｎ型熱電変換素子２の少なくとも一方が、熱電変換材料として、繊維状炭素ナノ構造体を含有すれば、熱電変換モジュール１００のフレキシブル性を更に高めると共に、機械的強度の向上および軽量化を実現することができる。
【００５２】
ＣＮＴとしては特に限定されることなく、単層ＣＮＴおよび／または多層ＣＮＴを用いることができるが、ＣＮＴは、単層ＣＮＴであることが好ましい。単層ＣＮＴの方が、熱電特性（ゼーベック係数）が優位である傾向があるからである。なお、単層カーボンナノチューブとしては、ＣＮＴ製造用の触媒層を表面に有する基材上に、原料化合物およびキャリアガスを供給して、化学的気相成長法（ＣＶＤ法）によりＣＮＴを合成する際に、系内に微量の酸化剤（触媒賦活物質）を存在させることで、触媒層の触媒活性を飛躍的に向上させるという方法（スーパーグロース法；国際公開第２００６／０１１６５５号参照）に準じて製造したＣＮＴを用いることができる（以下、かかる方法に準じて製造されたＣＮＴを「ＳＧＣＮＴ」と称することがある）。さらにＳＧＣＮＴは折れ曲がりが多いという特徴を持っている。ここで、ＣＮＴは、電子移動による熱伝導性は高いが、フォノン振動による熱伝導性の低下効果も高いと考えられている。しかし、ＳＧＣＮＴは、他の一般的な方法に従って製造したＣＮＴよりも折れ曲がりが多いため、フォノン振動が増幅されにくい構造となっており、フォノン振動に起因した熱伝導性の低下を抑制することができる。よって、ＳＧＣＮＴは、他の一般的なＣＮＴと比較して、熱電変換材料としてより優位な材料でありうる。
【００５３】
そして、熱電変換材料としてＣＮＴを使用するにあたり、ｐ型熱電変換素子１およびｎ型熱電変換素子２をそれぞれ構成するＣＮＴのゼーベック係数を異なるものとする必要がある。ここで、ＣＮＴは、そのままではｐ型熱電変換素子としての特性を有する。よって、ｎ型熱電変換素子を得るための処理（以下、「ｎ化処理」とも称する）をＣＮＴについて適用する必要がある。具体的には、例えば、既知の方法により作製した、或いは市販されている、薄膜状に成形されたＣＮＴであるバッキーペーパーを、一般的な方法、例えば、国際公開第２０１５／１９８９８０号に記載の方法に従ってｎ化処理することで、ｎ型熱電変換素子２として機能しうるバッキーペーパーを得ることができる。
【００５４】
ここで、各ｐ型熱電変換素子１およびｎ型熱電変換素子２の長さは特に限定されないが、各熱電変換素子の接合方向の長さが、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。各ｐ型熱電変換素子１およびｎ型熱電変換素子２の接合方向の長さが上記下限値以上であれば、熱電変換素子における高温部と低温部との温度差を更に拡大することができ、熱電変換モジュール１００の熱電変換効率を更に高めることができる。また、ｐ型熱電変換素子１およびｎ型熱電変換素子２の接合方向の長さが上記上限値以下であれば、熱電変換モジュールの単位面積当たりの発電量を高めることができる。
【００５５】
なお、図示例の熱電変換モジュール１００では、素子本体５を構成する各ｐ型熱電変換素子１およびｎ型熱電変換素子２（熱電変換素Ａ１〜Ａ１４）の接合方向の長さは一致するが、これに限定されることはなく、本発明の所望の効果が得られる範囲内で、各熱電変換素子間で接合方向の長さは異なっていてもよい。
【００５６】
また、ｐ型熱電変換素子１およびｎ型熱電変換素子２の厚みは、１０μｍ以上であることが好ましく、２０μｍ以上であることがより好ましく、５０μｍ以上であることが更に好ましく、３００μｍ以下であることが好ましく、２５０μｍ以下であることがより好ましく、２００μｍ以下であることが更に好ましい。ｐ型熱電変換素子１およびｎ型熱電変換素子２の厚みが上記下限値以上であれば、熱電変換モジュール１００の抵抗値を低くすることができる。一方、ｐ型熱電変換素子１およびｎ型熱電変換素子２の厚みが上記上限以下であれば、熱電変換モジュール１００のフレキシブル性を十分に高く確保することができる。
【００５７】
そして、熱電変換素子体１０の素子本体５を構成する熱電変換素子Ａ１〜Ａｎ（図示例ではｎ＝１４）においては、互いに隣接する熱電変換素子間に、当該熱電変換素子Ａ１側から順にｎ−１個（図示例では１４−１＝１３個）の接合部３が形成されている。なお、各接合部３では、ｐ型熱電変換素子１とｎ型熱電変換素子２とが接合している。ここで、接合部３においては、ｐ型熱電変換素子１とｎ型熱電変換素子２とが電気的に接続する限り、特に限定されることはなく、ｐ型熱電変換素子１とｎ型熱電変換素子２とが直接接合してもよく、折り返し接合部材４等の任意の接合部材を介して接合してもよい。
ｐ型熱電変換素子１とｎ型熱電変換素子２との間に介在しうる接合部材は、導電性および熱伝導性を有する限り、特に限定されず、例えば、ＡｇおよびＣｕ等の金属材料、並びにグラファイトおよびＣＮＴ等のカーボン材料により構成されうる。中でも、熱電変換モジュール１００のフレキシブル性を更に高める観点から、ＣＮＴを用いることが好ましい。
【００５８】
また、接合部３において、ｐ型熱電変換素子１とｎ型熱電変換素子２とは、接合部材としてＡｇを含むペースト状の樹脂材料を介して接続してもよい。なお、樹脂材料としては、特に限定されることなく、（メタ）アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、およびポリイミド系樹脂等の一般的な樹脂材料を用いることができる。そして、樹脂材料としては、柔軟性に富み、且つ、耐熱性の高いポリイミド系樹脂を用いることが好ましい。なお、本明細書中において「（メタ）アクリル」とは、「アクリル」または「メタクリル」を意味する。
なお、上述したＡｇを含むペースト状の樹脂材料は、例えば、ｐ型熱電変換素子１またはｎ型熱電変換素子２と、折り返し接合部材４とを電気的に接続する際にも用いることができる。
【００５９】
そして、熱電変換素子体１０の始端側では、素子本体５を構成する熱電変換素子Ａ１に第１電極６が接続し、熱電変換素子体１０の終端側では、素子本体５を構成する熱電変換素子Ａｎ（図示例ではｎ＝１４）に第２電極７が接続する。熱電変換素子体１０が、熱電変換素子Ａ１に接続する第１電極６と、熱電変換素子Ａｎに接続する第２電極７とを備えることにより、熱電変換により生じた電力を取り出して、他の電子部品等に利用することができる。なお、第１電極６および第２電極７を構成しうる材料としては、上述した接合部材に使用しうる材料を用いることができる。
【００６０】
ここで、第１電極６および第２電極７は基板２０上の任意の位置に配置することができるが、第１電極６と第２電極７とが基板２０上で互いに近接して配置されることが好ましい。第１電極６と第２電極７とが基板２０上で互いに近接して配置されれば、熱電変換モジュール１００を他の電子部品等と接続する際に、互いに近接した箇所に纏まって配置された１対の電極を利用できるので、配線を簡便にすることができる。第１電極６と第２電極７とが基板２０上で互いに近接して配置される態様は、特に限定されることはなく、例えば、図２の平面図に示す熱電変換モジュール１００のように、第１電極６と第２電極７とをいずれも基板２０上の一方の短辺側に配置することで、両者を互いに近接して配置することができる。
【００６１】
第１電極６と第２電極７との距離は、特に限定されることはないが、基板２０の長辺の長さ以下であることが好ましく、基板２０の短辺の長さ以下であることがより好ましい。また、第１電極６と第２電極７との距離は、熱電変換素子体１０の長手方向の長さ以下であることが好ましく、熱電変換素子体１０の短手方向の長さ以下であることがより好ましく、折り返し接合部材４の長手方向の長さ以下であることが更に好ましい。さらに、第１電極６と第２電極７との距離は、素子本体５を構成する各熱電変換素子Ａ１〜Ａｎ（図示例ではｎ＝１４）の接合方向の長さのうち、最短の長さ以下であることが好ましい。より具体的に、第１電極６と第２電極７との距離は、５０ｍｍ以下であることが好ましく、３０ｍｍ以下であることがより好ましく、１０ｍｍ以下であることが更に好ましく、０ｍｍ超であることが必要である。第１電極６と第２電極７との距離が上記所定の距離以下であれば、熱電変換モジュール１００を他の電子部品等と接続する際に、１対の電極が互いに更に近接した箇所に纏まって配置されるため、配線を更に簡便にすることができる。一方、第１電極６と第２電極７との距離が０ｍｍ超であれば、１対の電極同士が接触して、熱電変換モジュール１００がショートすることを防止できる。
なお、「第１電極６と第２電極７との距離」とは、第１電極６の表面と第２電極７の表面とが最も接近した箇所における両者間の距離を指すものとする。
【００６２】
熱電変換モジュール１００が備える８個の第１高熱伝導体３０はいずれも直方体状であり、熱電変換素子体１０の厚み方向の下方側のみに配置されている。ここで、第１高熱伝導体３０各々と熱電変換素子体１０との間には基板２０が介在している。そして、当該８個の直方体状の第１高熱伝導体３０は、熱電変換素子Ａ１側から２、４、６、８、１０、および１２番目の接合部３、並びに、第１電極６と熱電変換素子Ａ１との接続部８、および第２電極７と熱電変換素子Ａ１４との接続部９の合計８箇所に１つずつ接続している。このとき、第１高熱伝導体３０の上方の面が、基板２０を介して、上述した接合部３、接続部８、または接続部９に接続している。ただし、熱電変換モジュール１００は、これに限定されることはなく、少なくとも１つの第１高熱伝導体３０を備え、当該少なくとも１つの高熱伝導体３０が熱電変換素子体１０の厚み方向の一方側のみに配置され、下記（１）または（２）： 
（１）前記熱電変換素子Ａ１側から奇数番目の接合部３の少なくとも１つに接続し、かつ、偶数番目の接合部３には接続しない
（２）前記熱電変換素子Ａ１側から偶数番目の接合部３の少なくとも１つに接続し、かつ、奇数番目の接合部３には接続しない
のいずれかの形態で接合部３に接続していればよい。なお、第１高熱伝導体３０は、上記（２）の形態の場合は、第１電極６と熱電変換素子Ａ１との接続部８、および／または第２電極７と熱電変換素子Ａｎ（図示例ではｎ＝１４）との接続部９に接続してもよいが、上記（１）の場合は接続しないものとする。また、第１高熱伝導体３０と接合部３、接続部８、または接続部９とは、上述したように、基板２０等の他の部材を介して接続してもよいし、直接接続してもよいものとする。例えば、図示しないが、熱電変換素子体１０の下方の面に基板２０が配置されず、第１高熱伝導体３０と接合部３とが直接接続することもできる。
【００６３】
第１高熱伝導体３０を構成する材料は、熱伝導性を有する限り、特に限定されないが、第１高熱伝導体３０は、Ａｌ、ＡｇおよびＣｕ等の金属材料；酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素および炭化ケイ素等のセラミック材料；グラファイトおよびＣＮＴ等のカーボン材料；により構成されることが好ましい。また、金属材料としては、ステンレス鋼を好適に用いることもできる。第１高熱伝導体３０が上記所定の材料を含めば、熱電変換素子における高温部と低温部との温度差を更に大きくして、熱電変換モジュール１００の熱電変換効率を更に高めることができる。さらに、第１高熱伝導体３０が、上記所定の材料のうち、ＣＮＴを含めば、熱電変換モジュール１００のフレキシブル性を更に高めることができる。なお、第１高熱伝導体３０の熱伝導率は１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましく、５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがより好ましく、１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが更に好ましく、２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが特に好ましい。第１高熱伝導体３０の熱伝導率が上記下限以上であれば、熱の損失を低く抑え、発電量を高めることができる。
【００６４】
そして、上述した８個の第１高熱伝導体３０が熱源２００に接続することで、熱電変換モジュール１００と熱源２００とを備える、発電システム３００が構成される。図２の断面図に示すように、発電システム３００では、第１高熱伝導体３０の下方の面が、熱源２００に接続するが、本発明の発電システム３００はこれに限定されることはなく、第１高熱伝導体３０が、熱源２００と接続していればよい。
【００６５】
ここで、本発明の第１の実施形態の変形例１を図３に示す。なお、図３は、図１と同様、発電システム３００を、熱電変換素子Ａ１および熱電変換素子Ａ７の中心を通る線（図２中のＸ１−Ｘ１線）で切断した場合の断面図である。そして、図３に示す変形例１の断面図のように、第１高熱伝導体３０は磁石３１を有することが好ましい。図３の断面図では、直方体状の第１高熱伝導体３０の下方の面に磁石３１が配置されるが、これに限定されることはなく、例えば、第１高熱伝導体３０が磁石を内蔵していてもよい。このように、第１高熱伝導体３０が磁石３１を有すれば、熱源２００の表面が強磁性体である場合に、第１高熱伝導体３０が磁石３１により熱源２００の表面に吸着できるため、熱電変換モジュール１００の設置性を高めることができる。そして、磁石としては、既知の磁石を用いることができる。
【００６６】
また、本発明の第１の実施形態の変形例２を図４に示す。なお、図４は、図１と同様、発電システム３００を、熱電変換素子Ａ１および熱電変換素子Ａ７の中心を通る線（図２中のＸ１−Ｘ１線）で切断した場合の断面図である。上述した図２の断面図に示すように、第１高熱伝導体３０と熱源２００とは直接接続してもよいが、図４に示す変形例２の断面図が示すように、第１高熱伝導体３０が、ゴム状材料、ゲル状材料、および液状材料からなる群から選択される少なくとも１種の材料を介して熱源２００に接続することが好ましい。第１高熱伝導体３０が、上記所定の材料（「第１介在物３２」と称することがある。）を介して熱源２００に接続すれば、第１高熱伝導体３０と熱源２００との熱抵抗を小さくし、発電システム３００の熱電変換効率を高めることができる。なお、図４に示す変形例２を上面から見た場合、図示はしないが、上述した第１介在物３２の外縁は、第１高熱伝導体３０の外縁を取り囲む形状であるものとする。
【００６７】
そして、第１高熱伝導体３０と熱源２００との熱抵抗を更に小さくする観点から、上記第１介在物３２を構成する材料は高熱伝導性であることがより好ましい。具体的に、ゴム状材料としては、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム等を用いることがより好ましく、ゲル状材料としては、シリコーンゲル、ポリロタキサンゲル等を用いることがより好ましく、液状材料としては、液状シリコーンゴム等を用いることがより好ましい。そして、第１介在物３２は、熱伝導性を高める観点から、上述した材料に加えて、Ａｌ、ＡｇおよびＣｕ等の金属材料；酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素および炭化ケイ素等のセラミック材料；グラファイトおよびＣＮＴ等のカーボン材料；を含有することが更に好ましい。
【００６８】
（第２の実施形態）
以下、図５〜８を参照して、本発明の第２の実施形態に係る発電システムについて説明する。図５は、本発明の第２の実施形態に係る発電システム３００の概略構成を示す断面図である。なお、図５は、発電システム３００を、熱電変換素子Ａ１および熱電変換素子Ａ７の中心を通る線（後述の図６中のＸ２−Ｘ２線）で切断した場合の断面図である。また、図６は、発電システム３００における１対の基板２０のうち上方の基板２０ｂのみを除いた平面図である。
【００６９】
図５に示すように、発電システム３００は、熱源２００と、熱源２００上に当接配置される熱電変換モジュール１００と、を備える。ここで、本発明の第２の実施形態に係る熱電変換モジュール１００は、上述の図１で示した熱電変換モジュールの構成に加えて、第２高熱伝導体４０を更に備える。具体的には、図６の平面図が示すように、熱電変換モジュール１００は、直方体状の第２高熱伝導体４０を７個備える。そして、図５の断面図が示すように、７個の第２高熱伝導体４０はいずれも、熱電変換素子体１０の厚み方向のうち第１高熱伝導体３０が配置されていない側（図示例では上方）のみに配置されている。そして、熱電変換素子Ａ１〜Ａ１４における１３個の接合部３のうち、第１高熱伝導体３０が接続していない７個（具体的には、熱電変換素子Ａ１側から順に１、３、５、７、９、１１、および１３番目）の接合部３の全部に対して接続する。このとき、第２高熱伝導体４０の下方の面が基板２０ｂを介して上記接合部３に接続しているが、これに限定されることなく、例えば、図示しないが、熱電変換素子１０の上方の面に基板２０が配置されず、第２高熱伝導体４０の下方の面と接合部３とが直接接続することもできる。
【００７０】
また、図示例では、第２高熱伝導体４０は、熱電変換素子Ａ１〜Ａ１４における１３個の接合部３のうち、第１高熱伝導体３０が接続していない７個の接合部３の全部に対して接続しているが、これに限定されることはなく、以下のように、第１高熱伝導体３０が接合部３に接続する形態に応じて、第２高熱伝導体４０は、所定の形態で接合部３に接続することができる。
即ち、第１高熱伝導体３０が（１）熱電変換素子Ａ１側から奇数番目の接合部３の少なくとも１つに接続し、かつ、偶数番目の接合部３には接続しない場合、第２高熱伝導体４０は下記（３）：
（３）熱電変換素子Ａ１側から偶数番目の接合部３の少なくとも１つに接続し、かつ、奇数番目の接合部３には接続しない
の形態で前記接合部に接続し、
第１高熱伝導体３０が（２）熱電変換素子Ａ１側から偶数番目の接合部３の少なくとも１つに接続し、かつ、奇数番目の接合部３には接続しない場合、第２高熱伝導体４０は下記（４）：
（４）熱電変換素子Ａ１側から奇数番目の接合部３の少なくとも１つに接続し、かつ、偶数番目の接合部３には接続しない
の形態で前記接合部３に接続することができる。このように、第２高熱伝導体４０が、第１高熱伝導体３０が接合部３に接続する形態に応じて、上記所定の形態で接合部３に接続すれば、効率良く放熱できるため、熱電変換素子における高温部と低温部との温度差を大きくして、熱電変換モジュール１００の熱電変換効率を更に高めることができる。
【００７１】
なお、第１高熱伝導体３０が上述した（１）の形態で接合部３に接続する場合、第２高熱伝導体９は、第１電極６と熱電変換素子Ａ１との接続部８、および／または第２電極７と熱電変換素子Ａｎ（図示例ではｎ＝１４）との接続部９に接続することができるが、図示例のように、第１高熱伝導体３０が上述した（２）の形態で接合部３に接続する場合は、第２高熱伝導体９は当該接続部８および接続部９のいずれにも接続できないものとする。
【００７２】
ここで、第２高熱伝導体４０を構成する材料は、熱伝導性を有する限り、特に限定されないが、第２高熱伝導体４０は、Ａｌ、ＡｇおよびＣｕ等の金属材料；酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素および炭化ケイ素等のセラミック材料；グラファイトおよびＣＮＴ等のカーボン材料；により構成されることが好ましい。第２高熱伝導体４０が上記所定の材料を含めば、更に効率良く放熱できるため、熱電変換素子における高温部と低温部との温度差を更に大きくして、熱電変換モジュール１００の熱電変換効率を一層高めることができる。さらに、第２高熱伝導体４０が上記所定の材料のうち、ＣＮＴを含めば、熱電変換モジュール１００のフレキシブル性を更に高めることができる。
【００７３】
また、第２高熱伝導体４０として、ヒートパイプを好適に用いることもできる。第２高熱伝導体４０がヒートパイプであれば、更に効率良く放熱できるため、熱電変換素子における高温部と低温部との温度差を更に大きくして、熱電変換モジュール１００の熱電変換効率を更に高めることができる。なお、ヒートパイプとしては、例えば、銅製で、作動液を水とする既知のヒートパイプ等を用いることができる。
【００７４】
ここで、第２高熱伝導体４０の熱伝導率は１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましく、５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがより好ましく、１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが更に好ましく、２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが特に好ましい。第２高熱伝導体４０の熱伝導率が上記下限以上であれば、更に効率良く放熱できるため、熱電変換素子における高温部と低温部との温度差を更に大きくして、熱電変換モジュール１００の熱電変換効率を一層高めることができる。
【００７５】
また、図６の平面図が示すように、熱電変換モジュール１００は、直方体状の第２高熱伝導体４０を７個備えているが、熱電変換モジュール１００が備える第２高熱伝導体４０の形状および個数は特に限定されることはない。例えば、第２高熱伝導体４０が上述したヒートパイプである場合、図示はしないが、上面から見て、第２高熱伝導体４０は、接合部３に接続する箇所から基板２０の外縁の外側まで延在するパイプ状の形状であってもよい。また、図示例では、１個の第２高熱伝導体４０が１つの接合部３に対して接続しているが、１個の第２高熱伝導体４０が複数の接続部３に対して接続していてもよい。
【００７６】
ここで、本発明の第２の実施形態の変形例３を図７に示す。なお、図７は、図５と同様、発電システム３００を、熱電変換素子Ａ１および熱電変換素子Ａ７の中心を通る線（図６中のＸ２−Ｘ２線）で切断した場合の断面図である。そして、熱電変換モジュール１００は、図７に示す変形例３の断面図のように、更に放熱部材５０を備え、上述した第２高熱伝導体４０が当該放熱部材５０に接続することが好ましい。熱電変換モジュールが更に放熱部材５０を備え、第２高熱伝導体４０が当該放熱部材５０に接続すれば、更に効率良く放熱できるため、熱電変換素子における高温部と低温部との温度差を更に大きくして、熱電変換モジュール１００の熱電変換効率を一層高めることができる。具体的に、図７では、熱電変換モジュール１００は、熱電変換素子体１０の厚み方向のうち、第２高熱伝導体４０が配置されている側に、基板２０と平行に配置された平坦な板状の放熱部材５０を備えている。そして、第２高熱伝導体４０の接合部３と接続する面（図示例では下方の面）とは反対側の面（図示例では上方の面）が放熱部材５０と接続している。なお、放熱部材５０は、基板２０と平行に配置された平坦な板状の形状であるため、熱電変換素子Ａ１側から順に１、３、５、および７番目の接合部３にそれぞれ接続する４個の第２高熱伝導体４０の全部に対して接続している。また、図示しないが、放熱部材５０は、上面から見ると、基板２０と一致する長方形状であるため、熱電変換素子Ａ１側から順に９、１１、および１３番目の接合部３にそれぞれ接続する３個の第２高熱伝導体４０の全部に対しても接続しているものとする。
【００７７】
ここで、放熱部材５０は、熱電変換モジュール１００の高いフレキシブル性を確保する観点から、可撓性を有することが好ましい。
また、放熱部材５０は、熱伝導性を有する限り、特に限定されないが、Ａｌ、ＡｇおよびＣｕ等の金属材料；酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素および炭化ケイ素等のセラミック材料；グラファイトおよびＣＮＴ等のカーボン材料；により構成されることが好ましい。放熱部材５０が上記所定の材料を含めば、熱電変換素子における高温部と低温部との温度差を一層大きくして、熱電変換モジュール１００の熱電変換効率をより一層高めることができる。さらに、放熱部材５０が上記所定の材料のうち、ＣＮＴを含めば、熱電変換モジュール１００のフレキシブル性を更に高めることができる。
【００７８】
なお、放熱部材５０としては、上記所定の材料を含んでなるヒートシンクを好適に用いることもできる。そして、ヒートシンクとしては、自然空冷型、強制空冷型、水冷型などの既知の形式のヒートシンクを用いることができる。そして、熱電変換モジュール１００の高いフレキシブル性を確保する観点から、ヒートシンクは可撓性を有することが好ましい。
【００７９】
また、放熱部材５０の熱伝導率は１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましく、５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがより好ましく、１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが更に好ましく、２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが特に好ましい。放熱部材５０の熱伝導率が上記下限以上であれば、熱電変換素子における高温部と低温部との温度差を一層大きくして、熱電変換モジュール１００の熱電変換効率をより一層高めることができる。
【００８０】
ここで、本発明の第２の実施形態の変形例４を図８に示す。なお、図８は、図５と同様、発電システム３００を、熱電変換素子Ａ１および熱電変換素子Ａ７の中心を通る線（図６中のＸ２−Ｘ２線）で切断した場合の断面図である。第２高熱伝導体４０と放熱部材５０との接続方法は特に限定されず、図７に示す変形例３の断面図に示すように、第２高熱伝導体４０が放熱部材５０に直接接続されていてもよいが、図８に示す変形例４の断面図のように、第２高熱伝導体４０は、ゴム状材料、ゲル状材料、および液状材料からなる群から選択される少なくとも１種の材料（以下、「第２介在物４１」と称することがある。）を介して放熱部材５０に接続することが好ましい。このように、第２高熱伝導体４０が、上記所定の材料からなる第２介在物４１を介して放熱部材５０に接続すれば、第２高熱伝導体４０と放熱部材５０との熱抵抗を小さくし、熱電変換モジュール１００の熱電変換効率をより一層高めることができる。そして、第２高熱伝導体４０と放熱部材５０との熱抵抗を更に小さくする観点から、上記第２介在物４１は高熱伝導性であることがより好ましく、具体的には、ゴム状材料、ゲル状材料、および液状材料としては、第１介在物４１に使用し得るものとして上述した材料を用いることができる。また、図示はしないが、図８に示す変形例４を上面から放熱部材５０を透視して見た場合、上述した第２介在物４１の外縁は、第２高熱伝導体４０の外縁を取り囲む形状であるものとする。
【００８１】
（第３の実施形態）
以下、図９を参照して、本発明の第３の実施形態に係る発電システムについて説明する。図９は、本発明の第３の実施形態に係る発電システム３００の概略構成を示す平面図である。図９に示すように、発電システム３００は、熱源２００と、熱源２００上に当接配置される熱電変換モジュール１００と、を備える。熱電変換モジュール１００は、基板２０と、基板２０の一方の面（図示例では上方の面）に配置される熱電変換素子体１０と、基板２０の他方の面（図示例では下方の面）に配置される７個の第１高熱伝導体３０とを備える。
【００８２】
ここで、基板２０は長方形状であり、可撓性を有する。また、第１高熱伝導体３０は直方体状の形状を有する。そして、熱電変換素子体１０は、１３個の熱電変換素子Ａ１〜Ａ１３が順番に直列的に接続されてなる素子本体５と、当該熱電変換素子Ａ１に接続する第１電極６と、前記熱電変換素子Ａ１３に接続する第２電極７とを備える。そして、第１電極６と第２電極７とは、基板２０の一方の長辺側（図示例では下長辺側）の外縁上の中央付近で、互いに近接して配置される。なお、第１電極６と第２電極７とはいずれも長方形状であり、第１電極６および第２電極７のそれぞれの長辺が基板２０の外縁をまたぐようにして配置されている。
【００８３】
そして、第１電極６と接続する熱電変換素子Ａ１が配置され、当該熱電変換素子Ａ１から２個の熱電変換素子Ａ２およびＡ３が基板２０の長手方向一方側（図示例では左側）に向かって連続して接合する。さらに、基板２０の表面上の一方の短辺側（図示例では左短辺側）において、折り返し接合部材４が、素子本体５を折り返すようにして、熱電変換素子Ａ３と熱電変換素子Ａ４とを（図示例では基板２０の短手方向に）接合する。そして、当該熱電変換素子Ａ４から６個の熱電変換素子Ａ５〜Ａ１０が基板２０の長手方向他方側（図示例では右側）に向かって連続して接合し、基板２０の表面上の他方の短辺側（図示例では右短辺側）で、折り返し接合部材４が、素子本体５を折り返すようにして、熱電変換素子Ａ１０と熱電変換素子Ａ１１とを（図示例では基板２０の短手方向に）接合する。さらに、当該熱電変換素子Ａ１１から２個の熱電変換素子Ａ１２およびＡ１３が基板２０の長手方向一方側（図示例では左側）に向かって連続して接合し、当該熱電変換素子Ａ１３が第２電極７に接続する。
【００８４】
ここで、１３個の熱電変換素子Ａ１〜Ａ１３としては、ｐ型熱電変換素子１とｎ型熱電変換素子２とが交互に接続されている。なお、熱電変換素子Ａ１は、ｐ型熱電変換素子１である。そして、素子本体５を構成する各熱電変換素子Ａ１〜Ａ１３の接合方向の長さは、一致している。
【００８５】
さらに、１３個の熱電変換素子Ａ１〜Ａ１３において、互いに隣接する熱電変換素子間に、熱電変換素子Ａ１側から順に１２個の接合部３が形成されている。ここで、各接合部３においては、ｐ型熱電変換素子１とｎ型熱電変換素子２とが接合している。なお、上記折り返し接合部材４により熱電変換素子Ａ３と熱電変換素子Ａ４とが（または、熱電変換素子Ａ１０と熱電変換素子Ａ１１とが）接合される箇所も接合部３に含まれるものとする。
【００８６】
ここで、熱電変換素子体１０において、基板２０の短手方向に隣接する熱電変換素子Ａ１〜Ａ３と熱電変換素子Ａ４〜Ａ６との間では、熱電変換素子Ａ１〜Ａ３に形成された接合部３と熱電変換素子Ａ４〜Ａ６に形成された接合部３とが基板２０の短手方向に揃って配置される。さらに、基板２０の短手方向に隣接する熱電変換素子Ａ８〜Ａ１０と熱電変換素子Ａ１１〜Ａ１３との間では、熱電変換素子Ａ８〜Ａ１０に形成された接合部３と熱電変換素子Ａ１１〜Ａ１３に形成された接合部３とが基板２０の短手方向に揃って配置される。具体的には、熱電変換素子Ａ１側から１番目および５番目、２番目および４番目、８番目および１２番目、９番目および１１番目の接合部３の対がそれぞれ基板２０の短手方向に揃って配置されている。
【００８７】
さらに、熱電変換素子Ａ１側から６番目の接合部３と、熱電変換素子Ａ１と第１電極６との接続部８とは、基板２０の短手方向に揃って配置され、熱電変換素子Ａ１側から７番目の接合部３と、熱電変換素子Ａ１３と第２電極７との接続部９とは、基板２０の短手方向に揃って配置されている。
【００８８】
そして、７個の第１高熱伝導体３０がいずれも、基板２０における熱電変換素子体１０が配置される面とは反対側の面のみに配置されている。ここで、１２個の接合部３のうち、熱電変換素子Ａ１側から偶数番目（即ち、２、４、６、８、１０、および１２番目）の接合部３、および、第１電極６と熱電変換素子Ａ１との接続部８に対して、当該直方体状の第１高熱伝導体３０が基板２０を介して１つずつ接続している。なお、７個の直方体状の第１高熱伝導体３０はいずれも、接合部３、接続部８または接続部９に接続する面（図示例では上方の面）とは反対側の面（図示例では下方の面）で熱源にも接続している。
【００８９】
図１等に示した第１の実施形態、および図５等に示した第２の実施形態では、第１電極６と第２電極７とがいずれも長方形状の基板２０上の一方の短辺側で互いに近接して配置されているが、図９に示す第３の実施形態のように、熱電変換モジュール１００の熱電変換素子体１０が備える第１電極６と第２電極７とはいずれも、長方形状の基板２０上の一方の長辺側に近接して配置されていてもよい。より具体的に、熱電変換モジュール１００では、第１電極６と第２電極７とがいずれも、長方形状の基板２０の一方の長辺側の外縁上で近接して配置されている。そして、第１電極６と第２電極７とがいずれも基板２０の外縁上に配置されていれば、熱電変換モジュール１００を他の電子部品等と接続する際に、基板２０の外縁上に配置された電極を利用できるので、配線を簡便にすることができる。ここで、「電極が基板２０の外縁上に配置される」とは、当該電極の一部が基板２０の外縁上に存在することを意味する。さらに、図９に示すように、熱電変換モジュール１００の熱電変換素子体１０が備える第１電極６と第２電極７とがいずれも、長方形状の基板２０上の一方の長辺側に近接して配置されている場合、第１電極６と第２電極７との距離は、素子本体５を構成する各熱電変換素子Ａ１〜Ａｎ（図示例ではｎ＝１３）の接合方向の長さのうち、最短の長さの２倍以下であることが好ましい。第１電極６と第２電極７との距離が上記所定の距離以下であれば、熱電変換モジュール１００を他の電子部品等と接続する際に、１対の電極が互いに更に近接した箇所に纏まって配置されるため、配線を更に簡便にすることができる。
【００９０】
（第４の実施形態）
以下、図１０および１１を参照して、本発明の第４の実施形態に係る発電システムについて説明する。図１０は、本発明の第４の実施形態に係る発電システム３００の概略構成を示す断面図である。なお、図１０は、発電システム３００を、熱電変換素子Ａ８および熱電変換素子Ａ１４の中心を通る線（後述の図１１中のＸ３−Ｘ３線）で切断した場合の断面図である。また、図１１は、図１０に示す発電システム３００における３枚の基板２０のうち、上方から１番目および２番目に配置される基板２０ｂおよび２０ｃを除いた平面図である。
【００９１】
発電システム３００は、熱源２００と、熱源２００上に当接配置される熱電変換モジュール１００と、を備える。熱電変換モジュール１００は、厚み方向に隣接する３枚の基板２０（基板２０ａ、２０ｂ、および２０ｃ）と、基板２０相互間に配置される熱電変換素子体１０と、３枚の基板２０のうち最下方に配置される基板２０aの下方の面に配置される４個の第１高熱伝導体３０とを備える。
【００９２】
ここで、３枚の基板２０ａ、２０ｂ、および２０ｃはいずれも長方形の形状を有している。そして、３枚の基板２０ａ、２０ｂ、および２０ｃは、厚み方向に隣接して配置され、厚み方向一方側（図示例では下方側）から順に、基板２０ａ、基板２０ｂ、および基板２０ｃが互いに平行に配置されている。また、第１高熱伝導体３０は直方体状の形状を有する。
【００９３】
そして、熱電変換素子体１０は、１４個の熱電変換素子Ａ１〜Ａ１４が順番に直列的に接続されてなる素子本体５と、当該熱電変換素子Ａ１に接続する第１電極６と、熱電変換素子Ａ１４に接続する第２電極７とを備える。ここで、第１電極６と熱電変換素子Ａ１〜Ａ７とは、上記基板２０ａと基板２０ｂとの間に介在して配置され、熱電変換素子Ａ８〜Ａ１４と第２電極７とは、上記基板２０ｂと基板２０ｃとの間に介在して配置されている。そして、熱電変換素子Ａ１は基板２０ａ上の一方の短辺側（図示例では右短辺側）で第１電極６と接続し、当該熱電変換素子Ａ１から６個の熱電変換素子Ａ２〜Ａ７が基板２０ａの長手方向他方側（図示例では左側）に向かって連続して接合する。さらに、基板２０ａ上の他方の短辺側（図示例では左短辺側）において、折り返し接合部材４が、素子本体５を折り返すようにして、熱電変換素子Ａ７と、熱電変換素子Ａ８とを（図示例では基板２０ｂの厚み方向に）接合する。そして、当該熱電変換素子Ａ８から６個の熱電変換素子Ａ９〜１４が基板２０ｂの長手方向一方側（図示例では右側）に向かって連続して接合し、基板２０ｂ上の一方の短辺側（図示例では右短辺側）で、熱電変換素子Ａ１４が第２電極７に接続する。上述した構成により、熱電変換素子体１０は、図１０の断面図において、Ｕ字状の構造を有する。
【００９４】
ここで、１４個の熱電変換素子Ａ１〜Ａ１４としては、ｐ型熱電変換素子１とｎ型熱電変換素子２とが交互に接続されている。なお、熱電変換素子Ａ１は、ｐ型熱電変換素子１である。そして、素子本体５を構成する各熱電変換素子Ａ１〜Ａ１４（各ｐ型熱電変換素子１およびｎ型熱電変換素子２）の接合方向の長さは、一致している。
【００９５】
さらに、１４個の熱電変換素子Ａ１〜Ａ１４において、互いに隣接する熱電変換素子間に、熱電変換素子Ａ１側から順に１３個の接合部３が形成されている。ここで、各接合部３においては、ｐ型熱電変換素子１とｎ型熱電変換素子２とが接合している。なお、上記折り返し接合部材４により熱電変換素子Ａ７および熱電変換素子Ａ８が接合される箇所も接合部３に含まれるものとする。そして、上述したＵ字状の熱電変換素子体１０の素子本体５の一部である熱電変換素子Ａ１〜Ａ７と熱電変換素子Ａ８〜Ａ１４とは基板２０（基板２０ａ、２０ｂ、および２０ｃ）の厚み方向に隣接している。そして、当該厚み方向に隣接している熱電変換素子Ａ１〜Ａ７と熱電変換素子Ａ８〜Ａ１４との間では、接合部３同士が当該厚み方向に揃って配置されている。具体的には、熱電変換素子Ａ１側から１番目および１３番目、２番目および１２番目、３番目および１１番目、４番目および１０番目、５番目および９番目、６番目および８番目の接合部３の対がそれぞれ基板２０（基板２０ａ、２０ｂ、および２０ｃ）の厚み方向に揃って配置されている。
【００９６】
そして、１３個の接合部３のうち、熱電変換素子Ａ１側から偶数番目（即ち、２、４、６、８、１０、および１２番目）の接合部３に対して、直方体状の第１高熱伝導体３０が１つずつ接続する。また、第１電極６と熱電変換素子Ａ１との接続部８、および第２電極７と熱電変換素子Ａ１４との接続部９に対しても、第１高熱伝導体３０が接続する。より具体的には、熱電変換素子体１０の厚み方向の一方側（図示例では下方側）のみに配置された４個の第１高熱伝導体３０が、基板２０ａを介して、熱電変換素子Ａ１側から２、４、および６番目の接合部３、並びに、第１電極６と熱電変換素子Ａ１との接続部８に接続する。また、当該４個の第１高熱伝導体３０は、基板２０ａ、熱電変換素子Ａ１〜Ａ７、および基板２０ｂを介して、熱電変換素子Ａ１側から８、１０、および１２番目の接合部３、ならびに、第２電極７と熱電変換素子Ａ１４との接続部９にも接続する。このとき、熱電変換素子Ａ１側から２番目および１２番目、４番目および１０番目、６番目および８番目の接合部の対がそれぞれ共通の第１高熱伝導体３０に接続している。また、接続部８および接続部９の対も共通の第１高熱伝導体３０に接続している。そして、４個の第１高熱伝導体３０はそれぞれ、上述した接合部３、接続部８または接続部９に接続する面（図示例では上方の面）とは反対側の面（図示例では下方の面）で熱源２００と接続する。
【００９７】
なお、図１０および１１に示した例では、ｎ個（図示例ではｎ＝１４）の熱電変換素子Ａ１〜Ａｎの一部同士が前記基板の厚み方向に隣接し、当該厚み方向に隣接する熱電変換素子Ａ１〜Ａｎの一部同士における接合部３同士の全部が当該厚み方向に揃って配置されている例を示したが、これに限定されることはなく、当該厚み方向に隣接する熱電変換素子Ａ１〜Ａｎの一部同士における接合部３のうち、第１高熱伝導体３０に接続する接合部３同士が当該厚み方向に揃って配置されていればよい。例えば、図１０および１１では、熱電変換素子Ａ１側から１番目および１３番目、２番目および１２番目、３番目および１１番目、４番目および１０番目、５番目および９番目、６番目および８番目の接合部３の対がそれぞれ基板２０（基板２０ａ、２０ｂ、および２０ｃ）の厚み方向に揃って配置されているが、これに限定されることはなく、第１高熱伝導体３０に接続している当該２番目および１２番目、４番目および１０番目、６番目および８番目の接合部３の対がそれぞれ基板２０（基板２０ａ、２０ｂ、および２０ｃ）の厚み方向に揃って配置されていればよく、第１高熱伝導体３０に接続していない当該１番目および１３番目、３番目および１１番目、５番目および９番目の接合部３の対はそれぞれ基板２０（基板２０ａ、２０ｂ、および２０ｃ）の厚み方向に揃って配置されていなくてもよい。そして、ｎ個（図示例ではｎ＝１４）の熱電変換素子Ａ１〜Ａｎの一部同士が基板の厚み方向に隣接し、当該厚み方向に隣接する熱電変換素子Ａ１〜Ａｎの一部同士における接合部３のうち、第１高熱伝導体３０に接続する接合部３同士が当該厚み方向に揃って配置されれば、熱電変換モジュール１００の単位面積当たりの発電量を高めることができる。
【００９８】
なお、ｎ個（図示例ではｎ＝１４）の熱電変換素子Ａ１〜Ａｎの一部同士が前記基板の厚み方向に隣接し、当該厚み方向に隣接する熱電変換素子Ａ１〜Ａｎの一部同士における接合部３のうち、少なくとも第１高熱伝導体３０に接続する接合部３同士が当該厚み方向に揃って配置されている場合、第１電極６と第２電極７とは基板上で互いに近接して配置されることが好ましく、具体的には、図１４に示すように、第１電極６と第２電極７との距離が、基板２０ｂの厚みと一致することが好ましい。そして、第１電極６と第２電極７との距離が上記所定の長さであれば、熱電変換モジュール１００を他の電子部品等と接続する際に、１対の電極が互いに更に近接した箇所に纏まって配置されるため、配線を更に簡便にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明によれば、高いフレキシブル性と高い熱電変換効率とを両立し得る熱電変換モジュールを提供することができる。
また、本発明によれば、当該熱電変換モジュールを備える発電システムを提供することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１                            ｐ型熱電変換素子
２                            ｎ型熱電変換素子
３                            接合部
４                            折り返し接合部材
５                            素子本体
６                            第１電極
７                            第２電極
８，９                        接続部
１０                          熱電変換素子体
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ  基板
３０                          第１高熱伝導体
３１                          磁石
３２                          第１介在物
４０                          第２高熱伝導体
４１                          第２介在物
５０                          放熱部材
１００                        熱電変換モジュール
２００                        熱源
３００                        発電システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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