(57)【要約】【課題】低コストで製造できる簡易な構成でありながら、フレキシブル性を有して熱源への取り付けが容易な熱電変換モジュールを得ること。【解決手段】複数の熱電変換素子３と、前記複数の熱電変換素子それぞれの一方の端部に配置された第１の電極４と、前記複数の熱電変換素子それぞれの他方の端部に配置された第２の電極５とがその表面に形成された可撓性を有する基材１と、前記第１の電極と前記第２の電極とを接続して、複数の前記熱電変換素子を直列に接続する接続部材６と、柔軟性を備えた中間部材２とを備え、前記第１の電極と前記第２の電極とが、前記中間部材の表裏に位置するように前記基材が前記中間部材の表面を覆って配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の熱電変換素子と、前記複数の熱電変換素子それぞれの一方の端部に配置された第１の電極と、前記複数の熱電変換素子それぞれの他方の端部に配置された第２の電極とがその表面に形成された可撓性を有する基材と、
前記第１の電極と前記第２の電極とを接続して、複数の前記熱電変換素子を直列に接続する接続部材と、
柔軟性を備えた中間部材とを備え、
前記第１の電極と前記第２の電極とが、前記中間部材の表裏に位置するように前記基材が前記中間部材の表面を覆って配置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】
前記中間部材が互いに平行な第１の平面と第２の平面とを有し、前記第１の電極が前記第１の平面上に、前記第２の電極が前記第２の平面上に配置され、前記基材が、前記中間部材の前記第１の平面と、前記第２の平面と、前記第１の平面と前記第２の平面との間に位置する一側面とを覆って配置されている請求項１に記載の熱電変換モジュール。
【請求項３】
前記接続部材が前記基材の表面に形成された接続配線である請求項１または２に記載の熱電変換モジュール。
【請求項４】
前記接続部材が前記中間部材を貫通する貫通孔内に配置された接続電極である請求項１または２に記載の熱電変換モジュール。
【請求項５】
前記中間部材が前記基材よりも熱伝導性の低い材料で形成されている請求項１〜４のいずれかに記載の熱電変換モジュール。
【請求項６】
前記熱電変換素子が、導電性高分子、もしくは熱電変換材料の微粒子あるいはカーボンナノチューブを高分子あるいは導電性高分子に分散させて形成された材料で構成されている請求項１〜５のいずれかに記載の熱電変換モジュール。
【請求項７】
前記基材および前記中間部材の少なくともいずれか一方が、前記熱電変換素子の配置方向に沿って形成されたスリットを備えた請求項１〜６のいずれか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】
本開示は、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に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータなどの電子機器、エンジンなどの機械、ビルや工場の配管などから発する熱の多くは、利用されずに排熱として放出されている。近年、この排出された熱エネルギーを採取し、電力を得るエナジーハーベスト（環境発電）技術が注目されている。熱電変換素子は、素子の両端に温度差をかけるとゼーベック効果により発電し、熱エネルギーを電気エネルギーに変換するものである。このような熱電変換素子を用いた熱電変換モジュールによって、利用されずに排出された熱エネルギーを電気エネルギーに変換することにより、二酸化炭素を排出することのない環境に優しい方法でエネルギーを創出することが可能になる。
【０００３】
従来、熱電変換モジュールに用いられる熱電変換素子としては、Ｂｉ−Ｔｅ（ビスマス−テルル）系、シリサイド系、酸化物系の固体無機材料が知られている。
【０００４】
Ｂｉ−Ｔｅ系熱電変換素子は、Ｐ型半導体の熱電材料とＮ型半導体の熱電材料との溶製材または焼結材をブロック状に切り出して作製される。個々の熱電変換素子の起電力が低いため、セラミックス等の基板上に電極を介してＰ型熱電素子とＮ型熱電素子とを交互に、かつ、直列に接続されるように配線して（Π型接合）熱電変換モジュールが作製される。
【０００５】
このように作製された熱電変換モジュールの、柔軟性が低く、曲面や凹凸を有する部材には取り付けることができないという課題を解決するものとして、柔軟性のあるベースフィルム上に、スパッタリング法などによってＰ型熱電素子層とＮ型熱電素子層とを形成したＢｉ−Ｔｅ系のフレキシブル熱電変換モジュールが提案されている（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００６】
一方、フレキシブル熱電変換モジュールを作製するために、熱電変換素子の材料として有機材料を利用することが検討されており、高分子にカーボンナノチューブを分散させた材料や、導電性ポリマーを利用するものが提案されている（特許文献３、特許文献４参照）。これら有機材料を用いた熱電変換素子は、ほとんどがＰ型の熱電変換材料であるため、Ｂｉ−Ｔｅ系熱電変換材料を用いた熱電変換モジュールのように、Ｐ型材料とＮ型材料とを組み合わせてΠ型接合を形成することができない。そこで、有機材料を用いた熱電変換材料によって形成されたフレキシブル熱電変換モジュールとして、熱電変換材料で形成された熱電変換層を上側電極と下側電極とで挟んだ構成をベースフィルム上に面方向に連続して配置して、隣り合う上側電極と下側電極とを接続することで直列接続体を構成するものが提案されている（特許文献３参照）。
【０００７】
また、有機材料を用いた熱電変換材料を用いた熱電変換層を、矩形状のパターンとしてベースフィルム上に所定間隔を隔てて互いに平行に複数本配置し、矩形状の熱電変換層パターンの両端に電極を設けて接続配線を用いてこれらの電極を交互に接続して直列接続体を構成するものが提案されている（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１３３６００号公報
【特許文献２】特開２００６−１８６２５５号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ２０１２／１２１１３３号
【特許文献４】特開２０１２−８４８２１号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】産総研プレスリリース  ２０１２年８月３１日  「熱電変換性能の高い導電性高分子薄膜を開発」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のフレキシブル熱電変換モジュール作製の試みにおいて、特許文献１や特許文献２に記載されているような、ベースフィルム上に熱電変換素子を形成したＢｉ−Ｔｅ系のフレキシブル熱電変換モジュールは、Ｐ型熱電素子層とＮ型熱電素子層との２つの異なる特性を有する層を、真空製膜設備が必要なスパッタリング法にて形成するものであるため、生産性が低く熱電変換モジュールの製造コストが高くなってしまう。
【００１１】
一方、有機材料を用いた熱電変換材料によって形成された熱電変換層を用いる、引用文献３に記載のフレキシブル熱電変換モジュールでは、熱電変換層を挟んで配置される上面電極と下面電極とが接続された構成となっているため、熱源からの熱が電極を通じて熱電変換素子の冷却側に流れてしまう。この結果、熱電変換素子の両端に大きな温度差をつけることが困難であり、効率よく発電することができない。さらに、非特許文献１に記載された熱電変換モジュールは、ベースフィルムの面方向に温度差を付与する、いわゆるｉｎ−ｐｌａｎｅ型と称されるタイプであるため、熱源に対してフレキシブル熱電変換モジュールの片側しか取り付けることができない。このため、厚み方向に温度差を付与するｃｒｏｓｓ−ｐｌａｎｅ型と称されるΠ型構造やｕｎｉ−ｌｅｇ構造の熱電変換モジュールと比較して、熱電変換モジュールとしての使用方法に大きな制限を受ける。
【００１２】
本開示は、上記従来の課題を解決し、低コストで製造できる簡易な構成でありながら、フレキシブル性を有して熱源への取り付けが容易な熱電変換モジュールを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため本願で開示する熱電変換モジュールは、複数の熱電変換素子と、前記複数の熱電変換素子それぞれの一方の端部に配置された第１の電極と、前記複数の熱電変換素子それぞれの他方の端部に配置された第２の電極とがその表面に形成された可撓性を有する基材と、前記第１の電極と前記第２の電極とを接続して、複数の前記熱電変換素子を直列に接続する接続部材と、柔軟性を備えた中間部材とを備え、前記第１の電極と前記第２の電極とが、前記中間部材の表裏に位置するように前記基材が前記中間部材の表面を覆って配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本願で開示する熱電変換モジュールは、可撓性を有する基材上に形成された熱電変換素子の一方の端部に配置された第１の電極と他方の端部に配置された第２の電極とが、柔軟性を備えた中間部材の表裏に位置するように配置される。このため、所定の柔軟性と熱電変換効率とを備えた、厚さ方向に温度差が付与される熱電変換モジュールを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施の形態にかかる熱電変換モジュールの構成を示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる熱電変換モジュールに用いられる基材の構成を示す平面図である。
【図３】第１の実施の形態にかかる熱電変換モジュールの断面構成を示す図である。
【図４】第２の実施の形態にかかる熱電変換モジュールの構成を示す斜視図である。
【図５】第２の実施の形態にかかる熱電変換モジュールに用いられる基材の構成を示す平面図である。
【図６】第２の実施の形態にかかる熱電変換モジュールの断面構成を示す図である。
【図７】第２の実施の形態にかかる熱電変換モジュールの、変形例の断面構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本開示の熱電変換モジュールは、複数の熱電変換素子と、前記複数の熱電変換素子それぞれの一方の端部に配置された第１の電極と、前記複数の熱電変換素子それぞれの他方の端部に配置された第２の電極とがその表面に形成された可撓性を有する基材と、前記第１の電極と前記第２の電極とを接続して、複数の前記熱電変換素子を直列に接続する接続部材と、柔軟性を備えた中間部材とを備え、前記第１の電極と前記第２の電極とが、前記中間部材の表裏に位置するように前記基材が前記中間部材の表面を覆って配置されている。
【００１７】
本開示の熱電変換モジュールは、可撓性のある基材上に形成された熱電変換素子が、その両端に配置された電極が柔軟性を備えた中間部材の表裏に位置するように配置される。このため、曲面や凹凸を有する部材の表面に密着ができる可撓性、柔軟性を備え、容易に製造でき、かつ、高い熱電変換効率を有する熱電変換モジュールを実現することができる。
【００１８】
本開示の熱電変換モジュールにおいて、前記中間部材が互いに平行な第１の平面と第２の平面とを有し、前記第１の電極が前記第１の平面上に、前記第２の電極が前記第２の平面上に配置され、前記基材が、前記中間部材の前記第１の平面と、前記第２の平面と、前記第１の平面および前記第２の平面の間に位置する一側面とを覆って配置されていることが好ましい。このようにすることで、部材への取り付けや取り扱いが容易な、略直方体形状の熱電変換モジュールを実現することができる。
【００１９】
本開示の熱電変換モジュールにおいて、前記接続部材が前記基材の表面に形成された接続配線である構成とすることができる。このようにすることで、熱電変換素子と電極と接続部材とが形成された基材を、中間部材を覆って配置するという簡易な方法によって、熱電変換モジュールを作製することができる。
【００２０】
また、前記接続部材が前記中間部材を貫通する貫通孔内に配置された接続電極である構成とすることができる。このようにすることで、電極同士を接続する接続部材の抵抗値を小さくすることができ、より高い熱電変換効率を備えた熱電変換モジュールを得ることができる。
【００２１】
さらに、前記中間部材が前記基材よりも熱伝導性の低い材料で形成されていることが好ましい。このようにすることで、熱電変換素子に加わる温度差を大きくすることができるため、熱電変換モジュールの熱電変換効率を高くすることができる。
【００２２】
また、前記熱電変換素子が、導電性高分子、もしくは熱電変換材料の微粒子あるいはカーボンナノチューブを高分子あるいは導電性高分子に分散させて形成された材料で構成されていることが好ましい。このようにすることで、柔軟性を備えた熱電変換モジュールを低コストで実現することができる。
【００２３】
さらに、前記基材および前記中間部材の少なくともいずれか一方が、前記熱電変換素子の配置方向に沿って形成されたスリットを備えることが好ましい。このようにすることで、面方向に容易に湾曲して、固着される部材の湾曲表面に沿って密着して配置することが可能な熱電変換モジュールを得ることができる。
【００２４】
以下、本開示の熱電変換モジュールについて、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００２５】
なお、以下の説明に用いられる各図は、本開示にかかる熱電変換モジュールの説明に必要な部材を中心に例示したものであり、本開示にかかる熱電変換モジュールは図示された構成に限られたものではない。また、説明の便宜上、各図における部材の寸法比、特に熱電変換モジュールの断面方向の寸法比は、現実の部材の寸法比を正確に示していない場合がある。
【００２６】
（第１の実施の形態）
図１は、本開示にかかる熱電変換モジュールの、第１の実施の形態の構成を示す斜視図である。
【００２７】
図１に示す、第１の実施形態にかかる熱電変換モジュールは、可撓性を有する基材であるベースフィルム１と、柔軟性を備えた中間部材２とを備え、ベースフィルム１は、中間部材２の表面を覆って配置されている。
【００２８】
ベースフィルム１としては、図１に示したように中間部材２の表面を覆って配置された状態で、中間部材２の変形に追従して変形することが可能な可撓性と、その表面に配置される熱電変換素子３が曝される温度に耐えることができ、かつ、絶縁性を備えた各種の基材を使用することができる。具体的には、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリシクロオレフィンフィルム、ポリイミドフィルム、ポリエーテルエーテルケトンフィルムなどの折り曲げ可能な厚みの各種プラスチックフィルムをはじめ、ゴム、紙、さらには、絶縁体膜を表面に製膜された折り曲げ可能な厚みの金属フィルムなどを好適に用いることができる。なお、これら各部材において折り曲げ可能な厚みの例としては、数μｍから数百μｍ程度、最大でも数ｍｍ以下の範囲となる。
【００２９】
図２は、本実施形態にかかる熱電変換モジュールに用いられる基材であるベースフィルム１の表面の状態を示す平面図である。
【００３０】
図２に示すように、本実施形態の熱電変換モジュールに用いられるベースフィルム１の表面には、複数本の熱電変換素子３と、それぞれの熱電変換素子３の一方の端部に形成された第１の電極４と、それぞれの熱電変換素子３の他方の端部に形成された第２の電極５とが形成されている。
【００３１】
熱電変換素子３は、それぞれが細長い矩形状のパターンとして形成され、互いに所定の間隔を隔てて平行となるように基材上に配置形成されている。なお、本開示の熱電変換モジュールにおいて、基材上に複数形成される熱電変換素子は、必ずしも互いに平行に配置されている必要はない。それぞれの熱電変換素子３の一方の端部に配置された複数の第１の電極４と、他方の端部に配置された複数の第２の電極５とが、基材であるベースフィルム１上の同じ側に集まって位置する範囲において、形成された隣り合う熱電変換素子同士の間隔が変化するように、例えば全体として扇状、ないしは略放射状に配置されたものとすることができる。
【００３２】
また、本開示の熱電変換モジュールに用いられる熱電変換素子３は、形成されている基材の面方向に沿って温度差が付与されるｉｎ−ｐｌａｎｅ型であるため、図２で例示した一方向（図２では上下方向）に長い矩形状に形成することが、熱電変換特性や配置密度などを考慮すると最も効率がよい。ただし、本開示の熱電変換モジュールに用いられる熱電変換素子の形状は矩形状に限られず、一方向に長い形状として、例えば、三角形や長円形状を含む長さ方向の各部分における幅が異なるような形状や、弓形やＳ字状などの全部もしくは一部が湾曲した形状とすることができる。
【００３３】
熱電変換素子３としては、フィルム製の基材の表面に所定の形状として形成できる従来公知の各種の熱電変換材料を用いることができる。なお、ベースフィルム１上に形成した際に、図１に示すように中間部材２の表面を覆って配置することができるよう、折り曲げ可能な形態とすることが必要である。また、熱電変換素子３としては、Ｐ型あるいはＮ型のいずれの熱電変換材料を用いても形成することができる。
【００３４】
これらを踏まえて、Ｂｉ−Ｔｅ系、シリサイド系、酸化物系などの無機材料で熱電変換素子３を形成する場合は、Ｐ型とＮ型とのいずれかの熱電変換材料を用い、上記した中間部材２の表面を覆って配置できる柔軟性を得るために、スパッタ法などの製膜法で薄膜パターンとして形成する方法、または、熱電変換材料を微粒子の粉末に加工し、適切な有機バインダや溶液を添加して塗料化したものを塗布、もしくは印刷する方法などの手法を用いることが好ましい。これら熱電変換素子３の形成方法の中では、低コストで製造でき、熱電変換素子３の柔軟性を確保することができる点で、塗布により形成することが最も好ましい。なお、熱電変換材料の微粒子を用いる場合には、上記したＢｉ−Ｔｅ系、シリサイド系、酸化物系などの無機系の熱電変換材料を、形成される熱電変換素子３の塗布膜の膜厚よりも十分に小さく、例えば膜厚の１／１０以下の数十ｎｍ〜数μｍ程度の粒径とすることが好ましい。
【００３５】
一方、熱電変換素子３の材料として有機材料を用いることができ、この場合には、導電性高分子やカーボンナノチューブなどを使用することができる。具体的には、導電性高分子として、チオフェン系化合物、ピロール系化合物、アニリン系化合物、アセチレン系化合物、ｐ−フェニレン系化合物、ｐ−フェニレンビニレン系化合物、ｐ−フェニレンエチニレン系化合物、ｐ−フルオレニレンビニレン系化合物、ポリアセン系化合物、ポリフェナントレン系化合物、金属フタロシアニン系化合物、ｐ−キシリレン系化合物、ビニレンスルフィド系化合物、ｍ−フェニレン系化合物、ナフタレンビニレン系化合物、ｐ−フェニレンオキシド系化合物、フェニレンスルフィド系化合物、フラン系化合物、セレノフェン系化合物、アゾ系化合物、金属錯体系化合物、さらに、これらの化合物に置換基を導入した誘導体などをモノマーとし、当該モノマーから導かれる繰り返し単位を有する共役系高分子材料を用いることができる。
【００３６】
これらの材料のなかではでは、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）にポリスチレンスルホン酸をドーパントとして使用したものが、熱電変換効率の点やベースフィルム１上に所定形状のパターンとして形成しやすい点において、より好ましい。また、熱電変換素子３の材料にカーボンナノチューブを用いる場合には、カーボンナノチューブとして、単層のもののみを用いる他に、単層のものに二層または多層のいずれか、もしくはその両方を混合した、単層のカーボンナノチューブを含む各種カーボンナノチューブの混合物を用いることができる。半導体特性をもつ単層カーボンナノチューブを用いることにより、熱電変換特性が極めて高い熱電変換素子３を実現することができる。
【００３７】
一般に、これらの有機材料はＰ型の熱電変換材料であるが、ポリ(ベンゾビスイミダゾベンゾフェナントロリン)などのＮ型の導電性高分子や、ドープ材を添加したＮ型カーボンナノチューブを用いることで、Ｎ型の熱電変換素子３を得ることができる。
【００３８】
熱電変換素子３を所定形状のパターンとして形成する方法としては、ベースフィルム１上に熱電変換素子３のパターン形状となるようにマスクをして、Ｐ型のＢｉ−Ｔｅ系材料をスパッタ法により薄膜として作製する方法、導電性高分子やカーボンナノチューブに樹脂を添加して塗料化したものを、スクリーン印刷法やメタルマスクを使用した印刷法、ステンシル印刷法などの印刷法で所定形状のパターンとして形成する方法、その他、フォトリソグラフ法など各種のパターン形成方法を用いることができる。なお、これら各種のパターン形成方法の中では、パターン形成時の温度上昇が無く、また、大がかりな製造装置が不要で、かつ、熱電変換材料のロスが少ないなどの点で、簡易、かつ、低コストな製造方法である印刷法によって熱電変換素子のパターンを形成することが好ましい。これら印刷法において用いる塗料としては、導電性高分子を単独で使用することができ、また、カーボンナノチューブや無機材料の熱電変換材料の粉末を混合したものを用いることができる。
【００３９】
なお、カーボンナノチューブで熱電変換素子３を形成する場合には、バインダを使用してカーボンナノチューブをベースフィルム１上に固定する必要がある。この場合には、一例として、カーボンナノチューブとバインダとを溶剤とともに分散して塗料化して塗布する方法が考えられる。バインダとしては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、塩ビ樹脂、ポリエステル樹脂などを用いることができる。また、導電性高分子をバインダとして使用することもできる。さらに塗料には、粘度の調整や耐久性改善のために、適宜各種の架橋剤や紫外線吸収剤などの添加剤などを加えることができる。
【００４０】
図２において図中の上側に位置する、それぞれの熱電変換素子３の一方の端部には第１の電極４が、また、図２において図中の下側に位置する、それぞれの熱電変換素子３の他方の端部には第２の電極５が形成されている。第１の電極４と第２の電極５は、それぞれの熱電変換素子３に加えられる温度差から生成された電力を取り出すための電極であり、本実施形態の熱電変換モジュールに用いられるベースフィルム１では、一例として、熱電変換素子３の端部を確実に覆うように、熱電変換素子３の幅よりも広い幅で、かつ、熱電変換素子３よりも上下方向に広い領域にわたって形成されている。
【００４１】
第１の電極４および第２の電極５としては、熱電変換素子からの電力を確実に取り出すことができるよう、導電率の高い（すなわち抵抗値が低く形成することができる）一般的な電極材料を用いることができる。具体的には、金、銀、銅、アルミなどの金属をスパッタ法により所定形状として電極を形成することができ、また、これらの金属の粉末やカーボン微粒子を塗料化した導電ペーストを、スクリーン印刷法やメタルマスクを使用した印刷法で所定のパターンとして形成することができる。
【００４２】
なお、本実施形態にかかる熱電変換モジュールに用いられるベースフィルム１では、ベースフィルム１の表面に形成された熱電変換素子３上に、第１の電極４と第２の電極５とを積層形成したものを示した。しかし、この順序でベースフィルム１上に積層することは必須ではなく、ベースフィルム１上にまず第１の電極と第２の電極とを形成した後に、この電極位置に端部が位置するようにして熱電変換素子３をスパッタ法、印刷法、フォトリソグラフ法などによって積層形成することができる。
【００４３】
本実施形態の熱電変換モジュールでは、熱電変換素子３の両端部に形成された第１の電極４と第２の電極５とを接続して、複数本の熱電変換素子３を直列に接続する接続部材としての接続配線６が、熱電変換素子３や第１の電極４、第２の電極５と同様にベースフィルム１の表面に形成されている。
【００４４】
図２に示すように、本実施形態の熱電変換モジュールでは、接続配線６は、略平行に配置された熱電変換素子３の配置間隔の中間部分に熱電変換素子３と略平行に配置された直線部分と、第１の電極４および第２の電極５の形成部分の間で直線部分から折れ曲がって形成された部分とで構成され、隣り合う２本の熱電変換素子３のうちの一方の第１の電極４と他方の第２の電極とを接続する。熱電変換素子３同士の間隔部分の全てに接続配線６が配置されることで、複数本の熱電変換素子３全てが、第１の電極４と第２の電極５との方向が同じ向きになる状態で順次接続され、一本の直列接続体を構成している。
【００４５】
本実施形態としては、接続配線６を、第１の電極４および第２の電極５と同様に、導電率の高い金属パターンとして形成している。接続配線６は、熱電変換素子３同士を低抵抗に接続することができればよいので、金属パターンとして形成されるものに限られず、一例として、極細の金属ワイヤをベースフィルム１の表面に配置、固定することによって接続配線とすることもできる。なお、接続配線の長さを短く形成した方が、その抵抗値を下げることができるため、熱電変換モジュール全体としての可撓性が妨げられない限りにおいて、隣り合う熱電変換素子３の間隔部分を斜めに横切るように、第１の電極４から第２の電極に向かって直線的に接続線６を形成することもできる。
【００４６】
図２において、図中最も左側に位置する熱電変換素子３の第１の電極４と、図中最も右側に位置する熱電変換素子３の第２の電極５には、それぞれ、引出端子７が電極４、５に接続して形成され、引出端子７にはそれぞれ引き出し線８が接続されている。このようにすることで、図１に示したように、ベースフィルム１上に形成された複数本の熱電変換素子３の直列接続体の両端部分を外部に引き出すことができ、熱電変換モジュールとして熱電変換素子３で生成された電力を利用することができる。
【００４７】
図３は、本実施形態の熱電変換モジュールの断面構成を示す断面図である。
【００４８】
図３は、図１に示すＡ−Ａ矢視線部分の断面構成を示している。なお説明の便宜を図るため、図３では、熱電変換モジュールを構成する各部材の厚さ方向の比率を大きくして図示している。
【００４９】
図３に示すように、本実施形態の熱電変換モジュールは、図２に示した、表面に熱電変換素子３、第１の電極４、第２の電極５、接続配線６、および、引出端子７が形成されたベースフィルム１が、熱電変換素子３等が形成された側の表面が内側になるようにして、断面が長方形の直方体形状である中間部材２の表面を覆って密着配置されている。
【００５０】
より具体的には、直方体形状の中間部材２の第１の主面（第１の平面）である上面２ａに、第１の電極４が位置するように、中間部材２の第２の主面（第２の平面）である下面２ｂに、第２の電極５が位置するようにし、さらに、中間部材２の上面２ａと下面２ｂとの間に位置する４つの側面の内の一つの側面２ｃ側から中間部材２の外表面を覆うように、ベースフィルム１が配置、固着されている。このようにすることで、所定の厚さｈを有する直方体形状である中間部材２の上面２ａと下面２ｂとに、ベースフィルム１上に配置された熱電変換素子３の端部が分かれて配置されることとなるため、中間部材２の厚み方向における温度差に基づいて電力を生成する熱電変換モジュールを実現することができる。
【００５１】
中間部材２は、所定の厚さを有し、かつ、外表面を基材１で覆われた状態で、熱電変換モジュールとして、曲面や表面に凹凸を有する部材に密着して固定できるだけの柔軟性を確保できる部材であれば、どのような部材でも用いることができる。ただし、図３に示す本実施形態にかかる熱電変換モジュールのように、中間部材２の外表面に熱電変換素子３や電極４、５が形成された側を向けた状態でベースフィルム１を固着する場合には、中間部材２が絶縁性を備えていることが好ましい。また、熱電変換モジュールが、中間部材２の厚さｈ方向に温度差が加わる状態で使用されるため、中間部材２としては、なるべく熱伝導性の低いものとして形成することが好ましい。このような中間部材２としては、ベースフィルム１と同じ素材でベースフィルム１よりも厚いプラスチックフィルムなどが使用できる。また、中間部材２として熱伝導性がベースフィルム１の熱伝導性よりも低い部材を使うことが好ましいとの観点からは、プラスチックを発泡させた発泡ポリエチレンテレフタレート、発泡ポリカーボネート、発泡エチレン、発泡ウレタンフィルムなどの発泡フィルムが好適に用いられる。
【００５２】
ベースフィルム１を中間部材２の外表面に固着する方法としては、中間部材２の外表面に配置する際に、ベースフィルム１および中間部材２の少なくともいずれか一方の表面に、接着剤や粘着材を配置することが考えられる。
【００５３】
図３に示すように、本実施形態にかかる熱電変換モジュールでは、ベースフィルム１の熱電変換素子３や電極４、５が形成されている面を中間部材２の外表面に向けた状態で、ベースフィルム１を中間部材２に固着しているため、ベースフィルム１上においてその表面に何も形成されていない周辺部分は、熱電変換素子３や電極４、５が形成されている部分と比べて、形成物を含めた状態でのベースフィルム１の厚さが小さくなって、ベースフィルム１と中間部材２との間に隙間が生じることとなる。このような隙間をなくしてより安定した状態で中間部材２の外表面にベースフィルム１を配置するため、本実施形態にかかる熱電変換モジュールでは、ベースフィルム１と中間部材２の外表面との間の隙間を埋める充填剤９（９ａ、９ｂ）を配置している。
【００５４】
本実施形態の熱電変換モジュールでは、充填剤９として、ベースフィルム１の周辺部に配置された第１の充填剤９ａと、ベースフィルム１上の熱電変換素子３のみの部分の表面高さと、電極４、５が重ねて形成されている部分の表面高さとの差の部分に充填される第２の充填剤９ｂとを設けている。これら第１の充填剤９と第２の充填剤９ｂとは、同じ材料で形成することも異なる部材で形成することも可能である。なお、熱電変換素子３が形成された状態のベースフィルム１の柔軟性や中間部材２自体の柔軟性によっては、充填剤の配置は必須ではなく、第１の充填剤９ａ、第２の充填剤９ｂのいずれか一方のみ、もしくは、両方をなくすことができる。また、ベースフィルム１と中間部材２とを固着する接着剤や粘着材と充填剤とを兼用することができると共に、充填剤の厚さをベースフィルム１の表面における熱電変換素子３や電極４、５などの形成物の積層高さよりも大きくして、充填剤を熱電変換モジュール全体の厚さを調整する部材として利用することもできる。
【００５５】
なお、本実施形態にかかる熱電変換モジュールでは、中間部材２として広い平面状の主面を有する扁平な直方体形状のものを用いたが、本開示にかかる熱電変換モジュールにおいて中間部材はこのような形状に限られない。特に、中間部材の厚さ方向に温度差が加わる本開示の熱電変換モジュールにおいては、中間部材の厚さｈが厚いほど、熱電変換素子３の両端に加わる温度差が大きくなることが期待できるので、熱電変換モジュールとしての柔軟性を失わない程度において、側面の面積が上面や下面の面積と等しいか、むしろ大きな形状の直方体を中間部材とすることができる。さらに、中間部材は、例示した直方体状のものには限られず、基材に形成された熱電変換素子の一方の端部と他方の端部とが、その厚さ方向に分かれた状態で表裏に配置固着され得るさまざまな形状の中間部材を用いることができる。例えば、ベースフィルム上に形成された第１の電極４および第２の電極５が配置される部分が、平面ではなく湾曲や凹凸を有する面として形成されている部材や、上面と下面とが、互いに平行ではない部材、上面と下面との形状や面積が同じではない部材など、各種の部材を中間部材として使用することができる。
【００５６】
また、本実施形態の熱電変換モジュールでは、基材であるベースフィルム１の大きさが、中間部材２の上面２ａと下面２ｂと一つの側面２ｃとをちょうど覆う大きさであるものを例示した。しかし、このことは必須ではなく、本開示にかかる熱電変換モジュールでは、熱電変換素子の両端部に形成された第１の電極と第２の電極とが中間部材の表裏に位置する状態で、基材が中間部材を覆うように配置されていればよい。このため、例えば、基材が中間部材の主面の一部のみを覆う構成とすることや、中間部材の側面と基材との間に隙間が生じている構成とすることもできる。
【００５７】
また、図３に示したように、基材１が中間部材２の外表面に密着して覆う構成では、中間部材２の側面２ｃと上面２ａおよび下面２ｂとの境界部分に、面取り様の傾斜面や曲面を設けることで、基材１の表面に形成された熱電変換素子３や電極４、５、接続配線６を不所望に傷つけてしまうという事態を回避することができる。
【００５８】
なお、中間部材２の外表面に、基材１の熱電変換素子３が形成された面を外側に向けて配置、固着することも可能である。この場合には、熱電変換素子３やその両端部に形成された電極４、５、接続配線６を保護すると共に、外部の部材に触れて電気的短絡が生じることを防止するために、絶縁性の保護膜または保護シートを基材１の表面に配置することが好ましい。
【００５９】
（第２の実施の形態）
次に、本開示の熱電変換モジュールの第２の実施形態について、図面を参照して説明する。第２の実施形態にかかる熱電変換モジュールは、第１の実施形態にかかる熱電変換モジュールと比較して、熱電変換素子の両端部に形成された第１の電極と第２の電極とを接続する接続部材のみが異なるものである。このため、以下の説明では、第１の実施形態と同じ構成の部分については同じ符号を用い、詳細な説明は省略する。
【００６０】
図４は、第２の実施形態にかかる熱電変換モジュールの外形を示す斜視図である。
【００６１】
図４に示す、第２の実施形態にかかる熱電変換モジュールは、ベースフィルム１と、中間部材１２とを備え、ベースフィルム１は、中間部材１２の表面を覆って配置されている。
【００６２】
ベースフィルム１は、第１の実施形態で示したものと同様であり、中間部材１２の表面を覆って配置された状態で、中間部材１２の変形に追従することが可能な可撓性と、その表面に配置される熱電変換素子３が曝される温度に耐えることができ、かつ、絶縁性とを備えた各種材料と厚さを備えた部材を使用することができる。
【００６３】
図５に、本実施形態にかかる熱電変換モジュールに用いられる基材であるベースフィルム１の表面の状態を示す平面図を示す。
【００６４】
図５に示すように、本実施形態の熱電変換モジュールに用いられるベースフィルム１の表面には、複数本の熱電変換素子３と、それぞれの熱電変換素子３の一方の端部に形成された第１の電極１４と、それぞれの熱電変換素子３の他方の端部に形成された第２の電極１５が形成されている。
【００６５】
熱電変換素子３は、その形状や材料、形成方法、配置位置など、上記した第１の実施形態にかかる熱電変換モジュールに用いられているものと同じである。また、図５中の上側に位置する第１の電極１４、および、図５中の下側に位置する第２の電極１５は、その材料や形成方法、熱電変換素子３との重複部分の形成位置などは、第１の実施形態に示した第１の電極４および第２の電極５と同じであるが、熱電変換素子３の配置間隔方向に長く形成されている点が異なる。
【００６６】
そして、本実施形態にかかる熱電変換モジュールでは、第１の実施形態にかかる熱電変換モジュールのベースフィルムとは異なり、ベースフィルム１の表面には、熱電変換素子３の両端部に形成された第１の電極１４と第２の電極１５とを接続して、複数本の熱電変換素子３を直列に接続する接続配線が形成されていない。
【００６７】
なお、図５に示すように、本実施形態にかかる熱電変換モジュールに用いられるベースフィルム１においても、図中最も左側に位置する熱電変換素子３の第１の電極１４と、図中最も右側に位置する熱電変換素子３の第２の電極１５には、それぞれ、引出端子７が接続して形成され、引出端子７にはそれぞれ引き出し線８が接続されている。このようにして、ベースフィルム１上に形成された複数本の熱電変換素子３の直列接続体の両端を外部に引き出すことができ、熱電変換素子３で生成された電力を利用することができる。
【００６８】
図６は、本実施形態の熱電変換モジュールの断面構成を示す断面図である。
【００６９】
図６は、図４に示すＢ−Ｂ矢視線部分の断面構成を示している。なお説明の便宜を図るため、図６では、図３と同様に熱電変換モジュールを構成する各部材の厚さ方向の比率を大きくして図示している。
【００７０】
図６に示すように、本実施形態の熱電変換モジュールは、図５に示した、表面に熱電変換素子３、第１の電極１４、第２の電極１５などが形成されたベースフィルム１が、熱電変換素子３等が形成された側の表面が内側になるようにして中間部材１２の表面を覆って密着配置されている。
【００７１】
より具体的には、中間部材１２の第１の主面である上面１２ａに、第１の電極１４が位置するように、中間部材１２の第２の主面である下面１２ｂに、第２の電極１５が、それぞれ中間部材１２の厚さ方向において互いに重なる位置に配置され、中間部材１２を貫通して配置された接続部材である接続電極１６が、第１の電極１４と第２の電極１５とを電気的に接続することで、ベースフィルム１上に形成されている複数本の熱電変換素子３が一つの直列接続体を構成するように接続している。
【００７２】
このようにすることで、第２の実施形態にかかる熱電変換モジュールにおいても、中間部材１２の厚さ方向における温度差に基づいて電力を生成することができる。
【００７３】
中間部材１２は、機械的にドリルで孔を開ける、または、レーザなどによって中間部材１２を焼き切るなどの方法によって、ベースフィルム１に形成された第１の電極１４と第２の電極１５とがその表面に配置される位置に貫通孔１２ｄが形成されている。また、貫通孔１２ｄの内部には、接続部材である接続電極１６が配置されている。貫通孔１２ｄ内に接続電極１６を配置、形成する方法としては、導電性の高い導電ペーストを貫通孔１２ｄ内に充填する方法が、最も簡易で製造コストの小さい方法である。その他にも、所定の直径を有する電線や予め所定の柱状形状に作製された金属部材、もしくは、少なくとも表面に金属メッキを施した柱状部材を貫通孔１２ｄに挿入する方法、貫通孔１２ｄの内部表面を金属メッキ等する方法など、いろいろな方法で接続電極１６を構成することができる。
【００７４】
このように、あらかじめ貫通孔１２ｄに接続電極１６を形成した状態で、中間部材１２の外表面を覆うように、熱電変換素子３などが形成されたベースフィルム１を、第１の電極１４および第２の電極１５が、接続電極１６と電気的に接続される所定の位置になるようにして配置し、これを固着することで、本実施形態にかかる熱電変換モジュールを作製することができる。
【００７５】
なお、中間部材１２とベースフィルム１との間隙部分に、必要に応じて充填材９を配置できることは、第１の実施形態にかかる熱電変換モジュールと同様である。
【００７６】
このように形成した、第２の実施形態にかかる熱電変換モジュールは、基材であるベースフィルム表面に配置された複数本の熱電変換素子を直列に接続する接続配線として、中間部材を貫通する接続電極を用いている。このため、第１の実施形態として示したような、基材の表面に配線パターンである接続配線を形成して接続部材とする場合と比較して、接続部材の長さを短くすると共にその断面積を大きく形成することが可能となり、接続部材の抵抗値を小さくすることができる。この結果、複数の熱電変換素子が接続された直列接続体の全体としての抵抗値を下げることができるので、より熱電変換効率の高い熱電変換モジュールを実現することができる。
【００７７】
なお、第２の実施形態にかかる熱電変換モジュールに用いられる中間部材１２は、貫通孔１２ｄが形成されていてこの貫通孔１２ｄの内部に接続電極１６が配置されている点以外は、第１の実施形態として示した中間部材２と同じである。また、中間部材１２とベースフィルム１との固着方法なども、第１の実施形態に示した熱電変換モジュールと同じである。
【００７８】
［変形例］
図７は、本実施形態にかかる熱電変換モジュールの変形例の構成を示す断面図である。
【００７９】
図７は、本実施形態にかかる熱電変換モジュールにおいて、図６と同様の部分の断面を示したものであり、図７（ａ）は熱電変換モジュール全体が直線状である状態を、図７（ｂ）は熱電変換モジュールが図示する左右方向において全体が湾曲している状態を、それぞれ図示している。
【００８０】
図７に示す本実施形態の変形例の熱電変換モジュールでは、中間部材２２にスリット２３が設けられている点が、図４〜図６で示した第２の実施形態にかかる熱電変換モジュールと異なる。
【００８１】
本実施形態の熱電変換モジュールでは、熱電変換素子３の電極同士を接続する接続部材として、中間部材２２の貫通孔内に熱電変換モジュールの厚さ方向に配置された接続電極１６を用いている。このため、ベースフィルム１の表面に接続配線６が形成されている第１の実施形態にかかる熱電変換モジュールと比較して、熱電変換モジュールの主面方向における変形に対する裕度が高くなる。そこで、中間部材２２において、ベースフィルム１表面に形成された第１の電極１４と第２の電極１５とが配置される部分の間に相当する位置に、熱電変換素子３の配置方向に沿ってスリット２３を形成することで、中間部材２２が湾曲変形しやすくなって、湾曲した部材表面への密着固着がより容易な柔軟性の高い熱電変換モジュールを構成することができる。なお、図７に示すように、中間部材２２に形成するスリット２３を、第１の電極１４が配置されている側が第２の電極１５が配置されている側よりも広い形状とすることで、第１の電極１４が配置されている側が外側に位置して広がる方向への湾曲変形が容易となる。
【００８２】
なお、中間部材２２に形成するスリット２３は、図７に例示したような、中間部材２２の厚さ方向において一方の側が他方よりも広がるものに限られず、厚さ方向において同じ幅のものでもよい。また、中間部材２２の厚さ方向において、中間部材２２を貫通しない、部分的な深さのスリットを設けてもよい。さらに、中間部材２２の柔軟性に比べて、基材であるベースフィルム１の変形裕度が低い場合には、ベースフィルム１においてより広がる方向に変形する側、図７に示す例では第１の電極１４が配置された側に切れ込み状のスリットを形成して、熱電変換モジュール全体を一つの方向により湾曲しやすいものとすることができる。
【００８３】
また、第１の実施形態として示した、複数の熱電変換素子が基材表面に形成された接続配線で直列接続される熱電変換モジュールにおいて、基材自体や接続配線の材料、形状等によって柔軟性の高い基材の構成となっている場合には、本実施形態における変形例として示した構成に準じて中間部材に適宜スリットを設けることで、熱電変換モジュール全体をより湾曲した形状に沿うことが可能な構成とすることができる。
【実施例】
【００８４】
［第１の実施形態にかかる熱電変換モジュールの作製］
第１の実施例として、第１の実施の形態にかかる熱電変換モジュールを作製した。
【００８５】
基材として、厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上に、Ｐ型熱電変換材料として、ポリスチレンスルホン酸をドーパントとした導電高分子であるポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ/ＰＳＳ）を分散した水溶液に水溶性樹脂とエチレングリコールを添加した水溶液を使用して、ステンシル印刷法で乾燥後の膜厚が３０μｍとなるように５ｍｍ×４０ｍｍの長方形状の熱電変換素子を２０個形成した。それぞれの熱電変換素子は、互いにその両端部がそろうようにして、互いに３ｍｍの間隔を隔て平行に配置した。
【００８６】
この熱電変換素子の上に、Ａｇペーストを使用して、スクリーン印刷法で乾燥後の膜厚が７μｍとなるように、いずれも５ｍｍ×３ｍｍの第１の電極および第２の電極と、熱電変換素子を接続する接続配線として幅１ｍｍの接続配線を作製し、２０個の熱電変換素子が一つの直列接続体となるように接続されたシートを作製した。
【００８７】
このシートを、厚さ１ｍｍの発泡ポリエチレンテレフタレートを中間部材として、熱電変換素子の両端の電極が断熱材の第１の主面と第２の主面に互いに厚さ方向において重なる位置に配置して挟みこみ、基材と中間部材とを厚さ３０μｍで塗布した綜研化学株式会社製の粘着剤１７００ＤＴ（製品名）で固定して、第１の構造のフレキシブル熱電変換モジュール１を作製した。
【００８８】
［第２の実施形態にかかる熱電変換モジュールの作製］
第２の実施例として、第２の実施の形態にかかる熱電変換モジュールを作製した。
【００８９】
第１の実施例と同様に、基材として、厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上に、Ｐ型熱電変換材料として、ポリスチレンスルホン酸をドーパントとした導電高分子であるポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ/ＰＳＳ）を分散した水溶液に水溶性樹脂とエチレングリコールを添加した水溶液を使用して、ステンシル印刷法で乾燥後の膜厚が３０μｍとなるように５ｍｍ×４０ｍｍの長方形状の熱電変換素子を２０個形成した。それぞれの熱電変換素子は、互いにその両端部がそろうようにして、互いに３ｍｍの間隔を隔て平行に配置した。
【００９０】
この熱電変換素子の上に、Ａｇペーストを使用して、スクリーン印刷法で乾燥後の膜厚が７μｍとなるように、いずれも５ｍｍ×３ｍｍの第１の電極および第２の電極を形成した。さらに、第１の電極と第２の電極に隣接して互いに逆方向の熱電変換素子の間隙部分にＡｇペーストをスクリーン印刷することで５ｍｍ×３ｍｍの電極パターンを形成して、１０ｍｍ×３ｍｍで熱電変換素子から横方向に張り出した第１の電極と第２の電極とを形成した。
【００９１】
厚さ１ｍｍの発泡ポリエチレンテレフタレートの、第１の電極と第２の電極の横方向に拡張された部分が配置される位置に、直径３ｍｍの貫通孔を空け、貫通構内にＡｇペーストを充填、乾燥して、接続電極を形成した。
【００９２】
接続電極と第１の電極、第２の電極が当接するようにして、基材で中間部材を挟みこみ、第１の電極、第２の電極と接続電極とが電気的に接続されるように導電ペーストで接続した。また、電極を設けていない部分の基材と中間部材とを厚さ３０μｍの綜研化学株式会社製の粘着剤１７００ＤＴ（製品名）で固定して、第２の構造のフレキシブル熱電変換モジュール２を作製した。
【００９３】
［比較例の作製］
比較例として、フレキシブル基板に熱電変換素子を作製したｉｎ−ｐｌａｎｅ型の熱電変換モジュールを作製した。
【００９４】
第１の実施例と同様に、基材として、厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上に、Ｐ型熱電変換材料として、ポリスチレンスルホン酸をドーパントとした導電高分子であるポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ/ＰＳＳ）を分散した水溶液に水溶性樹脂とエチレングリコールを添加した水溶液を使用して、ステンシル印刷法で乾燥後の膜厚が３０μｍとなるように５ｍｍ×４０ｍｍの長方形状の熱電変換素子を２０個形成した。それぞれの熱電変換素子は、互いにその両端部がそろうようにして、互いに３ｍｍの間隔を隔て平行に配置した。
【００９５】
この熱電変換素子の上に、Ａｇペーストを使用して、スクリーン印刷法で乾燥後の膜厚が７μｍとなるように、いずれも５ｍｍ×３ｍｍの第１の電極および第２の電極と、熱電変換素子を接続する接続線として幅１ｍｍの接続配線を形成し、２０個の熱電変換素子が一つの直列接続体となるように接続されたシートを作製した。
【００９６】
[熱電変換モジュールの起電力と抵抗の測定]
作製した第１の実施例の熱電変換モジュール１、第２の実施例の熱電変換モジュール２、比較例の熱電変換モジュールを、８０℃に加熱した厚さ２０ｍｍのアルミ板と、３０℃の厚さ２０ｍｍステンレス板に挟むことで、熱電変換モジュールの厚み方向に５０℃の温度差を設けた。この状態での起電力を、デジタルマルチメータで測定した。
【００９７】
また、それぞれの熱電変換モジュールにおいて、基材上に形成されている熱電変換素子の直列接続体の両端部における抵抗値をデジタルマルチメータで測定した。
【００９８】
このようにして得られた、起電力と抵抗値とのデータを表１に示す。
【００９９】
【表１】
2015144212.tif 000003
【０１００】
表１から明らかなように、本開示にかかる熱電変換モジュールの実施例である、熱電変換モジュール１と熱電変換モジュール２とは、Ｐ型の熱電変換材料一種類を用いて、熱電変換モジュールの厚み方向に加えられる温度差で発電することができる構成となった。また、基材として厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを、中間部材として厚さ１ｍｍの発泡ポリエチレンテレフタレートを用いたため、熱電変換モジュール全体としてその面方向に湾曲させることができる可撓性と表面の柔軟性とを有し、例えば、直径５０ｍｍ程度のパイプ状部材の表面に十分密着した状態で配置することができた。
【０１０１】
これに対して、比較例の熱電変換モジュールは、ｉｎ−ｐｌａｎｅタイプの構成のままであるため、基材の厚さ方向に加えられた温度差による発電は行われなかった。
【０１０２】
また、実施例２である熱電変換モジュール２では、基材上に設けられた熱電変換素子を接続する接続部材として、中間部材を貫通する接続電極を用いたことで、熱電変換素子の直列接続体全体の抵抗値を下げることできた。この結果、外部機器等の発熱部材に熱電変換モジュールを配置した場合の発電効率を、さらに高くすることが可能となった。
【０１０３】
以上説明したように、本開示にかかる熱電変換モジュールは、一種類の熱電変換材料を用いて、可撓性を有する基材上に複数の熱電変換素子を形成し、複数の熱電変換素子を電極と接続部材とを介して直列接続体を構成している。また、可撓性がある基材を、柔軟性を備えた中間部材の表面を覆うように配置、固着していることで、熱電変換モジュールとして、一定の可撓性と表面の柔軟性とを確保している。このため、湾曲した表面や、凹凸を有する表面にも密着配置することができ、高い熱電変換性能を備えた熱電変換モジュールを低コストで実現することができる。
【０１０４】
なお上記の各実施形態では、熱電変換モジュールとして、一つの基材に熱電変換素子の直列接続体が一つ形成された構成のもののみを例示して説明した。しかし、本開示の熱電変換モジュールはこのような例示した構成に限られず、一つの基材上に、部分的に配置された熱電変換素子の直列接続体を複数備え、これらを互いに並列に接続した構成とすることができる。
【０１０５】
また、本開示にかかる熱電変換モジュールを複数個その主面方向に並べて配置して、それぞれの熱電変換モジュールの引き出し線を直列もしくは並列に接続することで、さらに起電力の大きな熱電変換モジュールを構成することができる。この場合、配置されるそれぞれの熱電変換モジュールとして、第１の実施形態として示した熱電変換モジュール、および、第２の実施形態として示した熱電変換モジュールのいずれも用いることができ、また、２種類の熱電変換モジュールを混合して使用できることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本開示の熱電変換モジュールは、簡易かつ低コストで実現でき、さまざまな発熱部材の表面に配置して熱電変換可能なものとして有用である。
【符号の説明】
【０１０７】
１      ベースフィルム（基材）
２      中間部材
２ａ    中間部材２の第１の主面である上面
２ｂ    中間部材２の第２の主面である下面
２ｃ    中間部材２の側面
３      熱電変換素子
４      第１の電極
５      第２の電極
６      接続配線（接続部材）
７      引出端子
８      引き出し線
９      充填剤
９ａ    第１の充填剤
９ｂ    第２の充填剤
１４    第１の電極
１５    第２の電極
１６    接続電極（接続部材）
２２    中間部材
２３    スリット
【図１】
2015144212.tif 000004
【図２】
2015144212.tif 000005
【図３】
2015144212.tif 000006
【図４】
2015144212.tif 000007
【図５】
2015144212.tif 000008
【図６】
2015144212.tif 000009
【図７】
2015144212.tif 000010