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JP2018018916A - Thermoelectric conversion module and manufacturing method - Google Patents

Thermoelectric conversion module and manufacturing method Download PDF

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JP2018018916A JP2016146998A JP2016146998A JP2018018916A JP 2018018916 A JP2018018916 A JP 2018018916A JP 2016146998 A JP2016146998 A JP 2016146998A JP 2016146998 A JP2016146998 A JP 2016146998A JP 2018018916 A JP2018018916 A JP 2018018916A
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Abstract

【課題】外部絶縁性に優れた熱電変換モジュールを提供すること。【解決手段】表面に第一熱電材料層Aが形成された基材フィルムと、裏面に第二熱電材料層Bが形成された基材フィルムとの間に、第一熱電材料層A’、第二熱電材料層B’及び蒸着重合膜からなる絶縁層より構成される積層部を有し、1)絶縁層を、マージン部を間に挟んで両側に位置する第一絶縁層部及び第二絶縁層部にて構成し、2)第一熱電材料層A’及び第二熱電材料層B’を、それら各層の直下に位置する絶縁層表面における周縁部を除く部位に配置し、3)絶縁層におけるマージン部に第一の熱電材料又は第二の熱電材料を導入することにより、絶縁層を介して隣り合う第一熱電材料層と第二熱電材料層とを電気的に接続せしめるように、熱電変換モジュールを構成した。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermoelectric conversion module having excellent external insulation. SOLUTION: A first thermoelectric material layer A', a first thermoelectric material layer A', is formed between a base film having a first thermoelectric material layer A formed on the front surface and a base film having a second thermoelectric material layer B formed on the back surface. (2) It has a laminated portion composed of an insulating layer composed of a thermoelectric material layer B'and a vapor deposition polymer film, and 1) a first insulating layer portion and a second insulating layer located on both sides of the insulating layer with a margin portion in between. It is composed of layers, 2) the first thermoelectric material layer A'and the second thermoelectric material layer B'are arranged at a portion on the surface of the insulating layer located directly below each layer except for the peripheral edge, and 3) the insulating layer. By introducing the first thermoelectric material or the second thermoelectric material into the margin portion in the above, the thermoelectric so as to electrically connect the adjacent first thermoelectric material layer and the second thermoelectric material layer via the insulating layer. The conversion module was configured. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、熱電変換モジュール及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a thermoelectric conversion module and a manufacturing method thereof.

近年、化石燃料の消費量の低減を目指した省エネルギー化に関連する技術や、これまで未利用のエネルギーや十分に利用されていないエネルギーを効率良く利用する技術への期待が、非常に高くなっている。それら各種の技術の中でも、特に、熱エネルギーを電気エネルギーに直接、変換することができる熱電変換技術が注目されている。ここで、熱電変換技術とは、温度勾配を有する材料の両端や温度差のある異種材料間において起電力が生じる現象(ゼーベック効果)を利用して、これを回路の一部に用いることで、電気エネルギーを取り出す技術である。そのような熱電変換技術は、未利用熱(排熱)の有効利用につながるものであり、エネルギー利用の高効率化に寄与するものとして、注目度が大きくなってきているのである。   In recent years, expectations for technologies related to energy saving aimed at reducing fossil fuel consumption, and technologies for efficiently using energy that has not been used or have not been fully utilized, have become very high. Yes. Among these various technologies, in particular, a thermoelectric conversion technology capable of directly converting heat energy into electric energy has attracted attention. Here, thermoelectric conversion technology uses a phenomenon (Seebeck effect) in which an electromotive force is generated between both ends of a material having a temperature gradient or between different materials having a temperature difference, and is used as a part of a circuit. It is a technology that extracts electrical energy. Such thermoelectric conversion technology leads to effective use of unused heat (exhaust heat), and has attracted increasing attention as contributing to higher efficiency in energy use.

ここで、熱電変換技術においては、性能指数(ZT)の優れた、新たな熱電変換材料の研究、開発が進められている一方で、熱電変換素子、絶縁板及び電極をユニット化してなる熱電変換モジュールの改良も進められている。熱電変換モジュールとしては、複数の熱電変換素子を板状又は円筒状に組み合わせてなるものが広く知られているところ、例えば、一の熱電変換材料からなる薄膜層と他の一の熱電変換材料からなる薄膜層とが、絶縁体からなる薄膜層を介して交互に積層されてなる積層体を有する熱電変換モジュールが、知られている(特許文献1及び特許文献2を参照)。   Here, in the thermoelectric conversion technology, research and development of a new thermoelectric conversion material having an excellent figure of merit (ZT) is underway, while thermoelectric conversion is made by unitizing thermoelectric conversion elements, insulating plates and electrodes. Module improvements are also underway. As a thermoelectric conversion module, a combination of a plurality of thermoelectric conversion elements in a plate shape or a cylindrical shape is widely known. For example, from a thin film layer made of one thermoelectric conversion material and another thermoelectric conversion material There is known a thermoelectric conversion module having a laminated body in which thin film layers formed are alternately laminated via thin film layers made of an insulator (see Patent Document 1 and Patent Document 2).

しかしながら、特許文献1や特許文献2に開示の如き、従来の、二種類の熱電変換材料の薄膜層及び絶縁体の薄膜層より構成される積層体を有する熱電変換モジュールにあっては、その積層体側面において外部との絶縁性を確保すべく、積層体の作製後に、絶縁性を有する材料からなる保護層(特許文献1の図2を参照)が別途、設けられるのが一般的である。そのような保護層は、積層体作製後に、かかる積層体の作製工程とは異なる工程に従って形成することが要求されるため、熱電変換モジュールの製造工程が煩雑となり、低コスト化を図ることが難しいという問題を内在しているのである。   However, as disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, in a conventional thermoelectric conversion module having a laminate composed of two types of thin film layers of thermoelectric conversion materials and an insulating thin film layer, the lamination In general, a protective layer (see FIG. 2 of Patent Document 1) made of an insulating material is separately provided after the laminated body is manufactured in order to ensure insulation from the outside on the body side. Since such a protective layer is required to be formed according to a process different from the manufacturing process of the laminated body after the laminated body is manufactured, the manufacturing process of the thermoelectric conversion module becomes complicated and it is difficult to reduce the cost. The problem is inherent.

特開2008−205181号公報JP 2008-205181 A 特許第5067352号公報Japanese Patent No. 5067352

ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決すべき課題とするところは、外部絶縁性に優れた熱電変換モジュールを提供することにある。また、本発明は、そのような熱電変換モジュールを有利に製造することが出来る方法を提供することも、その解決課題とするものである。   Here, the present invention has been made against the background of such circumstances, and a problem to be solved is to provide a thermoelectric conversion module excellent in external insulation. Another object of the present invention is to provide a method by which such a thermoelectric conversion module can be advantageously manufactured.

そして、本発明は、かかる課題を解決すべく、一対の、平面四角形状の基材フィルムの間に、第一の熱電材料からなる第一熱電材料層と第二の熱電材料からなる第二熱電材料層とが、絶縁層を介して交互に積層され、且つ、絶縁層を介して隣り合う第一熱電材料層と第二熱電材料層とが接続されてなる熱電変換モジュールにして、1)一の基材フィルムにおける他の一の基材フィルムに対向する側の面上に形成された、前記第一の熱電材料からなる第一熱電材料層Aと、該他の一の基材フィルムにおける該一の基材フィルムに対向する側の面上に形成された、前記第二の熱電材料からなる第二熱電材料層Bとの間に、前記第一の熱電材料からなる第一熱電材料層A’、前記第二の熱電材料からなる第二熱電材料層B’、及び蒸着重合膜からなる絶縁層のうちの少なくとも一つ以上の層より構成される積層部を有しており、2)前記第一熱電材料層Aは、本体部A1と外部接続部A2とから構成されており、該本体部A1が、前記一の基材フィルムの面上における周縁部を除く部位に配置されていると共に、該外部接続部A2が、該一の基材フィルムの面上における一つの辺側の端部に、前記本体部A1から連続して延びる形態において配置されており、3)前記第二熱電材料層Bは、本体部B1と外部接続部B2とから構成されており、該本体部B1が、前記他の一の基材フィルムの面上における周縁部を除く部位に配置されていると共に、該外部接続部B2が、該他の一の基材フィルムの面上における一つの辺側の端部に、前記本体部B1から連続して延びる形態において配置されており、4)前記積層部は、前記第一熱電材料層Aの外部接続部A2及び前記第二熱電材料層Bの外部接続部B2を外部に露出せしめるように、前記一の基材フィルムと前記他の一の基材フィルムとの間に配置されており、5)前記積層部を構成する絶縁層は、マージン部を間に挟んで両側に位置する第一絶縁層部と第二絶縁層部とから構成されており、6)前記積層部を構成する第一熱電材料層A’は、該第一熱電材料層A’の直下に位置する前記絶縁層の表面における周縁部を除く部位に配置されており、7)前記積層部を構成する第二熱電材料層B’は、該第二熱電材料層B’の直下に位置する前記絶縁層の表面における周縁部を除く部位に配置されており、8)前記絶縁層における第一絶縁層部と第二絶縁層部との間のマージン部に、前記第一の熱電材料又は前記第二の熱電材料が導入されていることによって、前記絶縁層を介して隣り合う前記第一熱電材料層と前記第二熱電材料層とが接続されている、ことを特徴とする熱電変換モジュールを、その要旨とするものである。   In order to solve such problems, the present invention provides a first thermoelectric material layer composed of a first thermoelectric material and a second thermoelectric material composed of a second thermoelectric material between a pair of planar rectangular substrate films. A thermoelectric conversion module in which material layers are alternately stacked via insulating layers, and a first thermoelectric material layer and a second thermoelectric material layer adjacent to each other are connected via insulating layers is used. The first thermoelectric material layer A made of the first thermoelectric material, formed on the surface of the base film facing the other base film, and the other base film The first thermoelectric material layer A made of the first thermoelectric material between the second thermoelectric material layer B made of the second thermoelectric material and formed on the surface on the side facing the one base film. ', The second thermoelectric material layer B made of the second thermoelectric material, and the vapor-deposited polymer film. 2) The first thermoelectric material layer A is composed of a main body portion A1 and an external connection portion A2, and includes a laminated portion composed of at least one of the insulating layers. The main body A1 is disposed at a portion excluding the peripheral edge on the surface of the one base film, and the external connection portion A2 is an end on one side on the surface of the one base film. 3) The second thermoelectric material layer B is composed of a main body part B1 and an external connection part B2, and the main body part B1 is arranged in a form extending continuously from the main body part A1. The external connection portion B2 is disposed at a portion excluding the peripheral portion on the surface of the other base film, and the outer connection portion B2 is an end on one side on the surface of the other base film. In a form extending continuously from the main body B1. And 4) the laminated portion includes the one base film and the external connection portion A2 of the first thermoelectric material layer A and the external connection portion B2 of the second thermoelectric material layer B exposed to the outside. 5) The insulating layer constituting the laminated portion is arranged between the other base film and the first insulating layer portion and the second insulating layer located on both sides with a margin portion in between 6) The first thermoelectric material layer A ′ constituting the laminated portion is located at a portion excluding the peripheral edge portion on the surface of the insulating layer located immediately below the first thermoelectric material layer A ′. 7) The second thermoelectric material layer B ′ constituting the laminated portion is arranged at a portion excluding the peripheral portion on the surface of the insulating layer located immediately below the second thermoelectric material layer B ′. 8) In a margin portion between the first insulating layer portion and the second insulating layer portion in the insulating layer The first thermoelectric material layer or the second thermoelectric material layer is connected to the first thermoelectric material layer and the second thermoelectric material layer adjacent to each other through the insulating layer by introducing the first thermoelectric material or the second thermoelectric material. The gist of the thermoelectric conversion module is characterized by this.

また、そのような本発明に係る熱電変換モジュールの好ましい態様においては、1)前記第一熱電材料層Aが、更に付属部A3をも含んで構成されており、該付属部A3は、前記一の基材フィルムの面上における、前記本体部A1から前記外部接続部A2への延出方向反対側の部位に、該本体部A1との間にマージン部を介在させた状態で、且つ、該付属部A3における該本体部A1に対向する側面とは反対側の側面が、前記一の基材フィルムの端面より内方に位置するように、配置されており、2)前記第二熱電材料層Bが、更に付属部B3をも含んで構成されており、該付属部B3は、前記他の一の基材フィルムの面上における、前記本体部B1から前記外部接続部B2への延出方向反対側の部位に、該本体部B1との間にマージン部を介在させた状態で、且つ、該付属部B3における該本体部B1に対向する側面とは反対側の側面が、前記他の一の基材フィルムの端面より内方に位置するように、配置されており、3)前記第一熱電材料層A’が、該第一熱電材料層A’の直下に位置する前記絶縁層の表面における周縁部を除く部位に形成される本体部A’1と、付属部A’2とから構成されており、該付属部A’2は、前記絶縁層の表面における周縁部上に、該本体部A’1との間にマージン部を介在させた状態で、且つ、該付属部A’2における該本体部A’1に対向する側面とは反対側の側面が、前記絶縁層の端面より内方に位置するように、配置されており、4)前記第二熱電材料層B’が、該第二熱電材料層B’の直下に位置する前記絶縁層の表面における周縁部を除く部位に形成される本体部B’1と、付属部B’2とから構成されており、該付属部B’2は、前記絶縁層の表面における周縁部上に、該本体部B’1との間にマージン部を介在させた状態で、且つ、該付属部B’2における該本体部B’1に対向する側面とは反対側の側面が、前記絶縁層の端面より内方に位置するように、配置されている。   In a preferred embodiment of such a thermoelectric conversion module according to the present invention, 1) the first thermoelectric material layer A further includes an appendix A3, and the appendage A3 On the surface of the base film, in a state opposite to the extending direction from the main body part A1 to the external connection part A2, a margin part is interposed between the main body part A1 and The side surface of the attachment portion A3 opposite to the side surface facing the main body portion A1 is disposed so as to be located inward from the end surface of the one base film, and 2) the second thermoelectric material layer B further includes an attachment B3, and the attachment B3 extends in the direction from the main body B1 to the external connection B2 on the surface of the other base film. A margin part is provided between the body part B1 and the opposite part. And the side surface of the appendage B3 opposite to the side facing the main body B1 is positioned inward from the end surface of the other base film. 3) the first thermoelectric material layer A ′ is formed in a portion excluding the peripheral edge portion on the surface of the insulating layer located immediately below the first thermoelectric material layer A ′; The attachment portion A′2 is configured such that the attachment portion A′2 has a margin portion interposed between the attachment portion A′2 and the main body portion A′1 on the peripheral edge portion of the surface of the insulating layer. In addition, the side surface of the attachment portion A′2 opposite to the side surface facing the main body portion A′1 is disposed so as to be located inward from the end surface of the insulating layer. The peripheral portion of the surface of the insulating layer where the second thermoelectric material layer B ′ is located immediately below the second thermoelectric material layer B ′ A body portion B′1 formed at a portion to be removed and an attachment portion B′2 are formed, and the attachment portion B′2 is formed on the peripheral edge portion on the surface of the insulating layer. And a side surface opposite to the side surface facing the main body portion B′1 of the attachment portion B′2 is located inward from the end surface of the insulating layer. To be arranged.

一方、本発明は、上記した態様の熱電変換モジュールを有利に製造することが出来る方法、即ち、1)下記工程1乃至工程5を有する製造方法に従い、又は、下記工程1乃至工程3を有する製造方法に従い、一の基材フィルム上に第一熱電材料層Aが形成されており、且つ、最表面層が、前記第一の熱電材料からなる第一熱電材料層A’又は前記第二の熱電材料からなる第二熱電材料層B’の何れかである積層体Iを準備する工程と、2)下記工程1’乃至工程5’を有する製造方法に従い、又は、下記工程1’を有する製造方法に従い、他の一の基材フィルム上に第二熱電材料層Bが形成されており、且つ、最表面層が、前記積層体Iの最表面層を構成する熱電材料と同一のものにて構成されている積層体IIを準備する工程と、3)前記積層体Iと積層体IIとを、それら積層体の最表面層が接するように重ね合わせて、一体化せしめる工程と、を含む熱電変換モジュールの製造方法をも、その要旨とするものである。
工程1:一の基材フィルムの一方の面に、第一の熱電材料からなり、本体部A1と外部 接続部A2とから構成される第一熱電材料層Aを、気相成長法に従い、該本体部 A1については該一の基材フィルム表面における周縁部を除く部位上に形成する と共に、該外部接続部A2については、該一の基材フィルム表面における一つの 辺側の端部上に、該本体部A1から連続して伸びる形態において形成する。
工程2:前記第一熱電材料層Aを形成した後、該第一熱電材料層Aが形成された前記一 の基材フィルム表面における、前記外部接続部A2側の端部を除く部位上に、第 一絶縁層部及び第二絶縁層部からなる絶縁層C1を、それら第一絶縁層部及び第 二絶縁層部がマージン部を間に挟んで両側に位置するように、蒸着重合法に従っ て形成する。
工程3:前記絶縁層C1を形成した後、該絶縁層C1表面における周縁部を除く部位上 に、第二の熱電材料からなる第二熱電材料層B’を気相成長法に従って形成する と共に、前記絶縁層C1の第一絶縁層部と第二絶縁層部との間に存在するマージ ン部に、該第二の熱電材料を導入する。
工程4:前記第二熱電材料層B’を形成した後、該第二熱電材料層B’上と、前記絶縁 層C1における該第二熱電材料層B’の非形成部位上に、第一絶縁層部及び第二 絶縁層部からなる絶縁層C2を、それら第一絶縁層部及び第二絶縁層部がマージ ン部を間に挟んで両側に位置するように、蒸着重合法に従って形成する。
工程5:前記絶縁層C2を形成した後、該絶縁層C2表面における周縁部を除く部位上 に、第一の熱電材料からなる第一熱電材料層A’を気相成長法に従って形成する と共に、前記絶縁層C2の第一絶縁層部と第二絶縁層部との間に存在するマージ ン部に、該第一の熱電材料を導入する。
工程1’:他の一の基材フィルムの一方の面に、第二の熱電材料からなり、本体部B1 と外部接続部B2とから構成される第二熱電材料層Bを、気相成長法に従い、 該本体部B1については該他の一の基材フィルム表面における周縁部を除く部 位上に形成すると共に、該外部接続部B2については、該他の一の基材フィル ム表面における一つの辺側の端部上に、該本体部B1から連続して伸びる形態 において形成する。
工程2’:前記第二熱電材料層Bを形成した後、該第二熱電材料層Bが形成された前記 他の一の基材フィルム表面における、前記外部接続部B2側の端部を除く部位 上に、第一絶縁層部及び第二絶縁層部からなる絶縁層C1’を、それら第一絶 縁層部及び第二絶縁層部がマージン部を間に挟んで両側に位置するように、蒸 着重合法に従って形成する。
工程3’:前記絶縁層C1’を形成した後、該絶縁層C1’表面における周縁部を除く 部位上に、第一の熱電材料からなる第一熱電材料層A’を気相成長法に従って 形成すると共に、前記絶縁層C1’の第一絶縁層部と第二絶縁層部との間に存 在するマージン部に、該第一の熱電材料を導入する。
工程4’:前記第一熱電材料層A’を形成した後、該第一熱電材料層A’上と、前記絶 縁層C1’における該第一熱電材料層A’の非形成部位上に、第一絶縁層部及 び第二絶縁層部からなる絶縁層C2’を、それら第一絶縁層部及び第二絶縁層 部がマージン部を間に挟んで両側に位置するように、蒸着重合法に従って形成 する。
工程5’:前記絶縁層C2’を形成した後、該絶縁層C2’表面における周縁部を除く 部位上に、第二の熱電材料からなる第二熱電材料層B’を気相成長法に従って 形成すると共に、前記絶縁層C2’の第一絶縁層部と第二絶縁層部との間に存 在するマージン部に、該第二の熱電材料を導入する。
On the other hand, the present invention is a method that can advantageously manufacture the thermoelectric conversion module of the above-described embodiment, that is, 1) according to a manufacturing method having the following steps 1 to 5 or manufacturing having the following steps 1 to 3. According to the method, the first thermoelectric material layer A is formed on one base film, and the outermost surface layer is the first thermoelectric material layer A ′ made of the first thermoelectric material or the second thermoelectric material. A step of preparing a laminate I which is one of the second thermoelectric material layers B ′ made of a material, and 2) a manufacturing method having the following steps 1 ′ to 5 ′ or a manufacturing method having the following step 1 ′ The second thermoelectric material layer B is formed on the other base film, and the outermost surface layer is composed of the same thermoelectric material as that constituting the outermost surface layer of the laminate I. A step of preparing the laminated body II, and 3) the laminated body I The gist of the present invention is also a method of manufacturing a thermoelectric conversion module including a step of superimposing and integrating the laminate II so that the outermost surface layers of the laminate are in contact with each other.
Step 1: A first thermoelectric material layer A made of a first thermoelectric material and composed of a main body portion A1 and an external connection portion A2 is formed on one surface of one base film according to a vapor phase growth method. The main body part A1 is formed on a part excluding the peripheral part on the surface of the one base film, and the external connection part A2 is on an end on one side of the surface of the base film. It forms in the form extended continuously from this main-body part A1.
Step 2: After forming the first thermoelectric material layer A, on the portion of the base film surface on which the first thermoelectric material layer A is formed, excluding the end on the external connection portion A2 side, The insulating layer C1 composed of the first insulating layer portion and the second insulating layer portion is subjected to a vapor deposition polymerization method so that the first insulating layer portion and the second insulating layer portion are located on both sides with a margin portion interposed therebetween. Form.
Step 3: After forming the insulating layer C1, a second thermoelectric material layer B ′ made of the second thermoelectric material is formed on the insulating layer C1 surface excluding the peripheral edge according to the vapor phase growth method. The second thermoelectric material is introduced into the marginal portion existing between the first insulating layer portion and the second insulating layer portion of the insulating layer C1.
Step 4: After forming the second thermoelectric material layer B ′, the first insulation is formed on the second thermoelectric material layer B ′ and on the non-formation portion of the second thermoelectric material layer B ′ in the insulating layer C1. The insulating layer C2 composed of the layer portion and the second insulating layer portion is formed according to the vapor deposition polymerization method so that the first insulating layer portion and the second insulating layer portion are located on both sides with the margin portion interposed therebetween.
Step 5: After the insulating layer C2 is formed, a first thermoelectric material layer A ′ made of the first thermoelectric material is formed on the insulating layer C2 surface excluding the peripheral portion according to the vapor phase growth method. The first thermoelectric material is introduced into the marginal portion existing between the first insulating layer portion and the second insulating layer portion of the insulating layer C2.
Step 1 ′: The second thermoelectric material layer B made of the second thermoelectric material and composed of the main body portion B1 and the external connection portion B2 is formed on one surface of the other base film by vapor deposition. Accordingly, the main body B1 is formed on a portion excluding the peripheral edge on the surface of the other base film, and the external connection portion B2 is formed on the surface of the other base film. It is formed in a form extending continuously from the main body B1 on one side end.
Step 2 ′: After forming the second thermoelectric material layer B, the portion excluding the end on the external connection portion B2 side on the surface of the other base film on which the second thermoelectric material layer B is formed On top, the insulating layer C1 ′ composed of the first insulating layer portion and the second insulating layer portion is arranged so that the first insulating layer portion and the second insulating layer portion are located on both sides with the margin portion interposed therebetween. It is formed according to the vapor polymerization method.
Step 3 ′: After forming the insulating layer C1 ′, a first thermoelectric material layer A ′ made of the first thermoelectric material is formed on the insulating layer C1 ′ surface excluding the peripheral edge according to the vapor phase growth method. At the same time, the first thermoelectric material is introduced into a margin portion existing between the first insulating layer portion and the second insulating layer portion of the insulating layer C1 ′.
Step 4 ′: After forming the first thermoelectric material layer A ′, on the first thermoelectric material layer A ′ and on the non-formation portion of the first thermoelectric material layer A ′ in the insulating layer C1 ′. The vapor deposition polymerization method is used to form the insulating layer C2 ′ composed of the first insulating layer portion and the second insulating layer portion so that the first insulating layer portion and the second insulating layer portion are located on both sides with the margin portion interposed therebetween. Form according to.
Step 5 ′: After forming the insulating layer C2 ′, a second thermoelectric material layer B ′ made of the second thermoelectric material is formed on the portion excluding the peripheral edge on the surface of the insulating layer C2 ′ according to the vapor phase growth method. At the same time, the second thermoelectric material is introduced into a margin portion existing between the first insulating layer portion and the second insulating layer portion of the insulating layer C2 ′.

このように、本発明に従う熱電変換モジュールにあっては、積層部を構成する、第一の熱電材料からなる第一熱電材料層A’及び第二の熱電材料からなる第二熱電材料層B’の何れもが、それら各層の直下に配置される絶縁層表面における周縁部を除く部位に形成されているところから、積層部における積層方向側面の何れにおいても、第一熱電材料層A’及び第二熱電材料層B’の端面は、露出しない。従って、本発明の熱電変換モジュールにあっては、従来の、二種類の熱電変換材料の薄膜層及び絶縁体の薄膜層より構成される積層体を有する熱電変換モジュールでは必要とされていた、外部との絶縁性を確保するための保護層等を、別途、形成する必要がないのであり、以て、従来品と比較して、保護層等の作製工程の削減による低コスト化が有利に図られているのである。   As described above, in the thermoelectric conversion module according to the present invention, the first thermoelectric material layer A ′ made of the first thermoelectric material and the second thermoelectric material layer B ′ made of the second thermoelectric material constituting the laminated portion. Are formed in a portion excluding the peripheral portion on the surface of the insulating layer disposed immediately below each of the layers, so that the first thermoelectric material layer A ′ and the second The end face of the two thermoelectric material layer B ′ is not exposed. Therefore, in the thermoelectric conversion module of the present invention, the conventional thermoelectric conversion module having a laminate composed of a thin film layer of two types of thermoelectric conversion materials and a thin film layer of an insulator is required. Therefore, it is not necessary to separately form a protective layer or the like for ensuring insulation with respect to the conventional structure. It is.

また、本発明の熱電変換モジュールにおいて、積層部を構成する絶縁層は、絶縁性を有する合成樹脂製の薄膜たる蒸着重合膜であるところから、従来の、例えばSiO2 等の無機物からなる絶縁層を有する熱電変換モジュールと比較して、容易に軽量化を図ることが可能である。更に、蒸着重合膜を絶縁層として用いることによって、モジュール全体の熱伝導率を効果的に低く抑えることが可能となり、モジュールとしての性能指数(ZT)が有利に向上することとなる。 In the thermoelectric conversion module of the present invention, since the insulating layer constituting the laminated portion is a vapor-deposited polymer film that is a thin film made of synthetic resin having insulating properties, a conventional insulating layer made of an inorganic material such as SiO 2 It is possible to easily reduce the weight as compared with a thermoelectric conversion module having Furthermore, by using the vapor deposition polymer film as an insulating layer, the thermal conductivity of the entire module can be effectively suppressed, and the figure of merit (ZT) as a module is advantageously improved.

加えて、本発明に従う熱電変換モジュールの製造方法においては、気相成長法に従って第一熱電材料層及び第二熱電材料層を、また蒸着重合法に従って絶縁層を、各々、形成するものであり、それら各層の薄膜化が容易であるところから、熱電変換モジュールの小型化を容易に図ることができ、体積効率(単位体積当たりの熱電変換効率)の優れた熱電変換モジュールの製造が可能である。また、薄膜化が容易であることから、従来の製造方法と比較して、二種の熱電材料層の直列数(積層数)を多くすることが可能であり、本発明の製造方法においては、P型半導体やN型半導体と比較してゼーベック係数が小さい金属材料や合金材料にあっても、熱電材料としての使用が可能となるのであって、汎用材料を選択することによる熱電変換モジュールの製造コストの低減化を、有利に図ることができるのである。   In addition, in the method for producing a thermoelectric conversion module according to the present invention, the first thermoelectric material layer and the second thermoelectric material layer are formed according to the vapor phase growth method, and the insulating layer is formed according to the vapor deposition polymerization method, respectively. Since the thinning of each of these layers is easy, the thermoelectric conversion module can be easily reduced in size, and a thermoelectric conversion module having excellent volume efficiency (thermoelectric conversion efficiency per unit volume) can be manufactured. In addition, since it is easy to make a thin film, it is possible to increase the number of series of two types of thermoelectric material layers (the number of stacked layers) as compared with the conventional manufacturing method. Thermoelectric conversion modules can be manufactured by selecting general-purpose materials because they can be used as thermoelectric materials even in the case of metal materials and alloy materials with a small Seebeck coefficient compared to P-type semiconductors and N-type semiconductors. Cost reduction can be advantageously achieved.

本発明に係る熱電変換モジュールの一実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view showing one embodiment of a thermoelectric conversion module concerning the present invention. 図1に示す熱電変換モジュールの正面図である。It is a front view of the thermoelectric conversion module shown in FIG. 図1に示す熱電変換モジュールの左側面図である。It is a left view of the thermoelectric conversion module shown in FIG. 図1に示す熱電変換モジュールの右側面図である。It is a right view of the thermoelectric conversion module shown in FIG. 図1に示す熱電変換モジュールの平面図である。It is a top view of the thermoelectric conversion module shown in FIG. 図5のI−I’断面の拡大説明図である。FIG. 6 is an enlarged explanatory diagram of a cross section taken along the line I-I ′ of FIG. 5. (a)は図6のII−II’断面図、(b)は図6のIII −III’ 断面図、(c)は図6のIV−IV’断面図、(d)は図6のV−V’断面図、(e)は図6のVI−VI’断面図、(f)は図6のVII −VII’断面図、である。6A is a cross-sectional view taken along the line II-II ′ of FIG. 6, FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line III-III ′ of FIG. 6, FIG. -V 'sectional drawing, (e) is VI-VI' sectional drawing of FIG. 6, (f) is VII-VII 'sectional drawing of FIG. 本発明の他の一の実施形態に係る熱電変換モジュールの平面図である。It is a top view of the thermoelectric conversion module which concerns on other one Embodiment of this invention. 図8のi−i’断面の拡大説明図である。FIG. 9 is an enlarged explanatory view of a section taken along i-i ′ in FIG. 8. (a)は図9のii−ii’断面図、(b)は図9のiii −iii’ 断面図、(c)は図9のiv−iv’断面図、(d)は図9のv−v’断面図、(e)は図9のVI−VI’断面図、(f)は図9のVII −VII’断面図、である。9A is a cross-sectional view taken along line ii-ii ′ in FIG. 9, FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line iii-iii ′ in FIG. 9, FIG. 9C is a cross-sectional view taken along line iv-iv ′ in FIG. -V 'sectional drawing, (e) is VI-VI' sectional drawing of FIG. 9, (f) is VII-VII 'sectional drawing of FIG. 本発明の熱電変換モジュールを製造する際に有利に使用される製造装置の一例を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows an example of the manufacturing apparatus used advantageously when manufacturing the thermoelectric conversion module of this invention. 図11に示す製造装置における一の熱電材料層形成装置についての、(a)は内部構造を示す断面説明図、(b)は底面図、である。FIG. 12A is a cross-sectional explanatory view showing an internal structure and FIG. 12B is a bottom view of one thermoelectric material layer forming apparatus in the manufacturing apparatus shown in FIG. 図11に示す製造装置における一の絶縁層形成装置についての、(a)は内部構造を示す断面説明図、(b)は底面図、である。FIG. 12A is a cross-sectional explanatory view showing an internal structure and FIG. 12B is a bottom view of one insulating layer forming apparatus in the manufacturing apparatus shown in FIG. 図11に示す製造装置における他の一の熱電材料層形成装置についての底面図である。It is a bottom view about the other thermoelectric material layer forming apparatus in the manufacturing apparatus shown in FIG. 図11に示す製造装置における他の一の絶縁層形成装置についての底面図である。It is a bottom view about the other insulating layer forming apparatus in the manufacturing apparatus shown in FIG. 図11に示す製造装置における各工程終了後の状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state after completion | finish of each process in the manufacturing apparatus shown in FIG. 二つの積層体より本発明の熱電変換モジュールを製造する際の工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the process at the time of manufacturing the thermoelectric conversion module of this invention from two laminated bodies. 本発明に係る熱電変換モジュールの使用態様の一つを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows one of the usage aspects of the thermoelectric conversion module which concerns on this invention. (a)は本発明に係る熱電変換モジュールの巻回体の右側面図であり、(b)はその使用態様を示す説明図である。(A) is a right view of the wound body of the thermoelectric conversion module which concerns on this invention, (b) is explanatory drawing which shows the use aspect.

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の代表的な実施の形態について、図面を適宜に参酌しつつ、詳細に説明する。なお、以下の説明において参酌する図面は、何れも、本発明の理解を容易ならしめることを目的として、その一部乃至は全体が誇張して描かれているものであることが、理解されるべきである。   Hereinafter, in order to clarify the present invention more specifically, representative embodiments of the present invention will be described in detail with appropriate reference to the drawings. It should be understood that the drawings referred to in the following description are all exaggerated for the purpose of facilitating the understanding of the present invention. Should.

図1乃至図5には、本発明の一の実施形態に係る熱電変換モジュール10が、図1には斜視図において、図2には正面図において、図3には左側面図において、図4には右側面図において、図5には平面図において、各々、示されている。それらの図より明らかなように、熱電変換モジュール10は、二枚の平面矩形状を呈する基材フィルム12a、12bの間に、積層部14が介在せしめられて構成されている。この積層部14は、三つの側面(図1乃至図5においては正面、左側面及び裏面)が、基材フィルム12a、12bの端面と面一とされている一方で、残る一つの側面(同、右側面)は、対向する側面の方へ僅かに凹んだ形態を呈している。このような構成により、基材フィルム12aの表面(上面)に設けられた、第一の熱電材料よりなる第一熱電材料層16の外部接続部16b、及び、基材フィルム12bの裏面(下面)に設けられた、第二の熱電材料よりなる第二熱電材料層18の外部接続部18bが、外部に露出している。   1 to 5 show a thermoelectric conversion module 10 according to an embodiment of the present invention in a perspective view in FIG. 1, a front view in FIG. 2, a left side view in FIG. Are shown in a right side view and in FIG. 5 in a plan view. As is clear from these drawings, the thermoelectric conversion module 10 is configured by a laminated portion 14 interposed between two base film 12a and 12b having a planar rectangular shape. The laminated portion 14 has three side surfaces (the front surface, the left side surface, and the back surface in FIGS. 1 to 5) that are flush with the end surfaces of the base films 12a and 12b, while the remaining one side surface (same as above). , The right side surface) has a slightly recessed shape toward the opposite side surface. With such a configuration, the external connection portion 16b of the first thermoelectric material layer 16 made of the first thermoelectric material provided on the surface (upper surface) of the base film 12a and the back surface (lower surface) of the base film 12b. The external connection portion 18b of the second thermoelectric material layer 18 made of the second thermoelectric material is exposed to the outside.

なお、基材フィルム12a、12bとしては、絶縁性を有する材料にて構成されるものであれば如何なるものであっても採用することができるが、好ましくは、合成樹脂材料からなる樹脂フィルムが用いられる。具体的には、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等からなる、厚さが1〜10μm程度の樹脂フィルムが有利に用いられる。基材フィルム12a、12bを構成する合成樹脂材料は、同一の場合は勿論のこと、異なっていても良い。   As the base films 12a and 12b, any material can be adopted as long as it is made of an insulating material, but a resin film made of a synthetic resin material is preferably used. It is done. Specifically, a resin film having a thickness of about 1 to 10 μm made of polyimide, polyphenylene sulfide (PPS), polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, or the like is advantageously used. The synthetic resin materials constituting the base films 12a and 12b may be different as a matter of course when they are the same.

図6には、図5において平面図で示されている熱電変換モジュール10をI−I’面にて切断した断面図が示されている。また、図7(a)〜(f)には、図6におけるII−II’面、III −III’ 面、IV−IV’面、V−V’面、VI−VI’面及びVII −VII’ 面の各面における断面図が示されている。それら図6及び図7より、熱電変換モジュール10を構成する各層について、詳細に説明する。   FIG. 6 shows a cross-sectional view of the thermoelectric conversion module 10 shown in a plan view in FIG. 5 taken along the I-I ′ plane. 7A to 7F, the II-II ′ plane, the III-III ′ plane, the IV-IV ′ plane, the VV ′ plane, the VI-VI ′ plane, and the VII-VII plane in FIG. 'Cross sections on each side of the plane are shown. Each layer constituting the thermoelectric conversion module 10 will be described in detail with reference to FIGS. 6 and 7.

先ず、第一の熱電材料からなる第一熱電材料層16は、基材フィルム12aの表面(上面)における、周縁部を除く部位に形成された本体部16aと、この本体部から一方の端部(図6及び図7(a)では右側端部)へ向かって連続的に延びる形態を呈する外部接続部16bとから、構成されている(図7(a)参照)。   First, the first thermoelectric material layer 16 made of the first thermoelectric material is composed of a main body portion 16a formed on a surface (upper surface) of the base film 12a except a peripheral portion, and one end portion from the main body portion. It is comprised from the external connection part 16b which exhibits the form continuously extended toward (right end part in FIG.6 and FIG.7 (a)) (refer FIG.7 (a)).

また、第一熱電材料層16上に配置されている絶縁層20は、絶縁性合成樹脂の蒸着重合膜にて構成されている。絶縁層20は、マージン部21を間に挟んで両側の位置する第一部分20aと第二部分20bとを有しており、基材フィルム12上の第一熱電材料層16の外部接続部16bが形成されている側の端部を露出させるような形態において、形成されている(図7(b)参照)。このマージン部21は、第一熱電材料層16における外部接続部16bとは反対側の端部上に配置されている。そして、後述する、第二熱電材料層22を構成する第二の熱電材料が、マージン部21における第二熱電材料層22に対応する部位に侵入して接続部22aを形成しており、この接続部22aが第一熱電材料層16(の本体部16a)と接触していることにより、第一熱電材料層16と第二熱電材料層22とが接続されているのである(図6及び図7(b)参照)。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、第一熱電材料層と第二熱電材料層とが接続しているとは、ゼーベック効果によって生じた起電力により電流が流れ得る状態にあること、換言すれば、電気的に接続された状態にあることを、意味するものである。   Moreover, the insulating layer 20 arrange | positioned on the 1st thermoelectric material layer 16 is comprised by the vapor deposition polymerization film | membrane of insulating synthetic resin. The insulating layer 20 has a first portion 20a and a second portion 20b located on both sides with the margin portion 21 therebetween, and the external connection portion 16b of the first thermoelectric material layer 16 on the base film 12 is It is formed in such a form that the end portion on the formed side is exposed (see FIG. 7B). The margin portion 21 is disposed on the end portion of the first thermoelectric material layer 16 opposite to the external connection portion 16b. And the 2nd thermoelectric material which comprises the 2nd thermoelectric material layer 22 mentioned later invades the site | part corresponding to the 2nd thermoelectric material layer 22 in the margin part 21, and forms the connection part 22a, This connection Since the part 22a is in contact with the first thermoelectric material layer 16 (the main body part 16a), the first thermoelectric material layer 16 and the second thermoelectric material layer 22 are connected (FIGS. 6 and 7). (See (b)). In the present specification and claims, the connection between the first thermoelectric material layer and the second thermoelectric material layer means that a current can flow due to an electromotive force generated by the Seebeck effect. This means that it is in an electrically connected state.

さらに、絶縁層20上には、第二の熱電材料からなる第二熱電材料層22が配置されている。この第二熱電材料層22は、絶縁層20における周縁部を除く部位に形成されている。即ち、各端面が、積層部14の四つの側面の何れにおいても露出しないような形態において、第二熱電材料層22は形成されているのである。なお、第二熱電材料層22の周縁部には、後述する絶縁層24を構成する蒸着重合膜にて覆われている(図7(c)参照)。   Further, a second thermoelectric material layer 22 made of the second thermoelectric material is disposed on the insulating layer 20. The second thermoelectric material layer 22 is formed at a portion of the insulating layer 20 excluding the peripheral edge. That is, the second thermoelectric material layer 22 is formed in such a form that each end face is not exposed on any of the four side faces of the laminated portion 14. In addition, the peripheral part of the 2nd thermoelectric material layer 22 is covered with the vapor deposition polymerization film which comprises the insulating layer 24 mentioned later (refer FIG.7 (c)).

さらにまた、第二熱電材料層22上には、絶縁性合成樹脂の蒸着重合膜からなる絶縁層24が形成されている。この絶縁層24も、先述した絶縁層20と同様に、マージン部25を間に挟んで両側に位置する第一部分24a及び第二部分24bから構成されており、マージン部21を含めた絶縁層20に対応する大きさ(範囲)において、形成されている。また、後述する、第一熱電材料層26を構成する第一の熱電材料が、マージン部25における第一熱電材料層26に対応する部位に侵入して接続部26aを構成しており、この接続部26aが第二熱電材料層22と接触していることにより、第二熱電材料層22と第一熱電材料層26との電気的接続が確保されている。なお、絶縁層24のマージン部25は、絶縁層20のマージン部が設けられた側とは反対側の端部に配置されている。このように、熱電材料層を介在する二つのマージン部を、加熱源(又は被加熱体)と冷却源(又は被冷却体)との対向方向において互い違いに設けることにより、第一熱電材料層と第二熱電材料層との直列間距離:l(図6参照)を有利に確保することができる。   Furthermore, an insulating layer 24 made of a vapor-deposited polymer film of an insulating synthetic resin is formed on the second thermoelectric material layer 22. Similarly to the insulating layer 20 described above, the insulating layer 24 also includes a first portion 24a and a second portion 24b located on both sides of the margin portion 25, and the insulating layer 20 including the margin portion 21 is included. Is formed in a size (range) corresponding to. In addition, a first thermoelectric material constituting the first thermoelectric material layer 26, which will be described later, penetrates into a portion corresponding to the first thermoelectric material layer 26 in the margin portion 25 to form a connection portion 26a. Since the portion 26 a is in contact with the second thermoelectric material layer 22, electrical connection between the second thermoelectric material layer 22 and the first thermoelectric material layer 26 is ensured. In addition, the margin part 25 of the insulating layer 24 is disposed at the end of the insulating layer 20 opposite to the side where the margin part is provided. Thus, by providing the two margin portions interposing the thermoelectric material layer alternately in the opposing direction of the heating source (or heated body) and the cooling source (or cooled body), the first thermoelectric material layer and An inter-series distance with the second thermoelectric material layer: l (see FIG. 6) can be advantageously ensured.

加えて、絶縁層24上には、第一の熱電材料からなる第一熱電材料層26が配置されている。この第一熱電材料層26にあっても、絶縁層24における周縁部を除く部位に形成されている。即ち、各端面が、積層部14の四つの側面の何れにおいても露出しないような形態において、第一熱電材料層26は形成されているのである。なお、図6等に示される熱電変換モジュール10は、後述する製造方法に従って製造されたものであり、二つの積層体を一体化することによって、一体物たる熱電変換モジュール10とされているものである。従って、第一熱電材料層26は、一の積層体(基材フィルム12a側の積層体)の最表面に設けられた第一熱電材料層と、他の一の積層体(基材フィルム12b側の積層体)の最表面に設けられた第一熱電材料層とが一体となって、構成されている。   In addition, a first thermoelectric material layer 26 made of the first thermoelectric material is disposed on the insulating layer 24. Even in the first thermoelectric material layer 26, the insulating layer 24 is formed at a portion excluding the peripheral edge. That is, the first thermoelectric material layer 26 is formed in such a form that each end face is not exposed on any of the four side faces of the laminated portion 14. Note that the thermoelectric conversion module 10 shown in FIG. 6 and the like is manufactured according to a manufacturing method described later, and is formed as a thermoelectric conversion module 10 that is an integrated object by integrating two laminated bodies. is there. Therefore, the first thermoelectric material layer 26 includes the first thermoelectric material layer provided on the outermost surface of one laminate (the laminate on the substrate film 12a side) and the other one laminate (the substrate film 12b side). The first thermoelectric material layer provided on the outermost surface of the laminate is integrally formed.

また、第一熱電材料層26上には、絶縁性合成樹脂の蒸着重合膜からなる絶縁層28が配置されている。この絶縁層28は、先述した絶縁層20と同様の大きさ及び形状を呈しており、また、その配置も絶縁層20と同様である。絶縁層28の二つの部分間に介在するマージン部29には、第一熱電材料層26を構成する第一の熱電材料が侵入して接続部26bを形成しており、かかる接続部26bによって、第一熱電材料層26と第二熱電材料層30との電気的接続が確保されている。   On the first thermoelectric material layer 26, an insulating layer 28 made of a vapor-deposited polymer film of an insulating synthetic resin is disposed. The insulating layer 28 has the same size and shape as the insulating layer 20 described above, and the arrangement thereof is the same as that of the insulating layer 20. A first thermoelectric material constituting the first thermoelectric material layer 26 penetrates into a margin portion 29 interposed between the two portions of the insulating layer 28 to form a connection portion 26b. With the connection portion 26b, Electrical connection between the first thermoelectric material layer 26 and the second thermoelectric material layer 30 is ensured.

さらにまた、絶縁層28上には、第二の熱電材料からなる第二熱電材料層30が配置されている。この第二熱電材料層30は、先述した第二熱電材料層22と同様の大きさ及び形状を呈しており、また、その配置も第二熱電材料層22と同様である。   Furthermore, a second thermoelectric material layer 30 made of the second thermoelectric material is disposed on the insulating layer 28. The second thermoelectric material layer 30 has the same size and shape as the second thermoelectric material layer 22 described above, and the arrangement thereof is the same as that of the second thermoelectric material layer 22.

加えて、第二熱電材料層30上には、絶縁性合成樹脂の蒸着重合膜からなる絶縁層32が配置されている。この絶縁層32は、先述した絶縁層24と同様の大きさ及び形状を呈しており、また、その配置も絶縁層24と同様である。かかる絶縁層32の二つの部分間に介在するマージン部33には、第二熱電材料層30を構成する第二の熱電材料が侵入して接続部30aを形成しており、この接続部30aにより、第二熱電材料層30と第一熱電材料層34との間の電気的接続が確保されている。   In addition, an insulating layer 32 made of a vapor-deposited polymer film of an insulating synthetic resin is disposed on the second thermoelectric material layer 30. The insulating layer 32 has the same size and shape as the insulating layer 24 described above, and the arrangement thereof is the same as that of the insulating layer 24. A second thermoelectric material constituting the second thermoelectric material layer 30 enters the margin portion 33 interposed between the two portions of the insulating layer 32 to form a connection portion 30a. The electrical connection between the second thermoelectric material layer 30 and the first thermoelectric material layer 34 is ensured.

また、絶縁層32上には、第一の熱電材料からなる第一熱電材料層34が配置されている。この第一熱電材料層34は、先述した第一熱電材料層26と同様の大きさ及び形状を呈している。   A first thermoelectric material layer 34 made of the first thermoelectric material is disposed on the insulating layer 32. The first thermoelectric material layer 34 has the same size and shape as the first thermoelectric material layer 26 described above.

さらにまた、第一熱電材料層34上には、絶縁性合成樹脂の蒸着重合膜からなる絶縁層36が配置されている。この絶縁層36は、先述した絶縁層20と同様の大きさ及び形状を呈しており、また、その配置も絶縁層20と同様である。かかる絶縁層36の二つの部分館に介在するマージン部37には、第一熱電材料層34を構成する第一の熱電材料が侵入して接続部34aを形成しており、この接続部30aにより、第一熱電材料層34と第二熱電材料層18との間の電気的接続が確保されている。   Furthermore, an insulating layer 36 made of a vapor-deposited polymer film of insulating synthetic resin is disposed on the first thermoelectric material layer 34. The insulating layer 36 has the same size and shape as the insulating layer 20 described above, and the arrangement thereof is the same as that of the insulating layer 20. A first thermoelectric material constituting the first thermoelectric material layer 34 enters the margin portion 37 interposed between the two partial buildings of the insulating layer 36 to form a connection portion 34a. The electrical connection between the first thermoelectric material layer 34 and the second thermoelectric material layer 18 is ensured.

加えて、絶縁層36上には、第二の熱電材料からなる第二熱電材料層18が配置されているのである。この第二熱電材料層18は、基材フィルム12bの裏面(下面)における、周縁部を除く部位に形成された本体部18aと、この本体部から一方の端部(図6及び図7(f)では右側端部)へ向かって連続的に延びる形態を呈する外部接続部18bとから構成されており、この外部接続部18bが外部へ露出せしめられているのである(図7(f)参照)。   In addition, the second thermoelectric material layer 18 made of the second thermoelectric material is disposed on the insulating layer 36. The second thermoelectric material layer 18 includes a main body portion 18a formed on a portion of the back surface (lower surface) of the base film 12b excluding the peripheral portion, and one end portion from the main body portion (FIGS. 6 and 7 (f). ) Is formed of an external connection portion 18b that continuously extends toward the right end portion), and the external connection portion 18b is exposed to the outside (see FIG. 7 (f)). .

このように、本発明に従う熱電変換モジュール10にあっては、第一熱電材料層及び第二熱電材料層の端面が、外部接続部16b、18bを除いて一切、外部に露出していないところから、外部との絶縁性が有利に確保されているのである。従って、異なる熱電材料層を積層してなる従来の熱電変換モジュールでは必要とされていた、外部との絶縁性を確保するための保護層等は不要となり、以て、従来品と比較して、保護層等の作製工程の削減による低コスト化が有利に図られているのである。   As described above, in the thermoelectric conversion module 10 according to the present invention, the end surfaces of the first thermoelectric material layer and the second thermoelectric material layer are not exposed to the outside at all except for the external connection portions 16b and 18b. The insulation from the outside is advantageously ensured. Therefore, a protective layer for ensuring insulation from the outside, which is required in the conventional thermoelectric conversion module in which different thermoelectric material layers are laminated, is not necessary. Cost reduction by reducing the production process of the protective layer and the like is advantageously achieved.

また、本発明の熱電変換モジュールにおいては、絶縁性を有する合成樹脂製の薄膜たる蒸着重合膜を絶縁層として用いていることから、従来の、例えばSiO2 等の無機物からなる絶縁層を有する熱電変換モジュールと比較して、容易に軽量化を図ることが可能であり、加えて、積層方向の厚さも薄くすることが可能ならしめられるのである。更に、蒸着重合膜を絶縁層として用いることによって、モジュール全体の熱伝導率を効果的に低く抑えることが可能となり、モジュールとしての性能指数(ZT)が有利に向上したものとなっているのである。 Further, in the thermoelectric conversion module of the present invention, since a vapor-deposited polymer film, which is a thin film made of an insulating synthetic resin, is used as an insulating layer, a conventional thermoelectric module having an insulating layer made of an inorganic material such as SiO 2 is used. Compared with the conversion module, the weight can be easily reduced, and in addition, the thickness in the stacking direction can be reduced. Furthermore, by using a vapor-deposited polymer film as an insulating layer, it is possible to effectively keep the thermal conductivity of the entire module low, and the figure of merit (ZT) as a module is advantageously improved. .

ここで、本発明の熱電変換モジュールにおいて用いられる熱電材料としては、従来より公知の熱電材料の中から、目的とする熱電変換モジュールに応じたものを適宜、選択して、使用することが可能である。また、後述する製造方法に従うことにより、二種の熱電材料層の直列数(積層数)を多くすることが可能となることから、P型半導体やN型半導体と比較してゼーベック係数が小さい金属材料や合金材料にあっても用いることができる。本発明において使用可能な熱電材料としては、具体的には、Bi2Te3、PbTe、AgSbTe2 /GeTe、Bi2Te3/Sb2Te3等のテルル化合物系、NaCo24、CaCoO3 、SrTiO3/SrTiO3:Nb等の金属酸化物系、SiGe、β−FeSi2 、Ba8Si48 、Mg2Si 、MnSi1.73等のシリコン化合物、ZnSb、lnSb、Zn4Sb3、CeFe3CoSb12 、LaFe3CoSb12 等のアンチモン化合物、コンスタンタン、クロメル、アルメル、白金ロジウム等の合金や、Au、Al、Cu、Fe、Pt、Ni、Cr、W、Ta等の金属を、例示することができる。 Here, as the thermoelectric material used in the thermoelectric conversion module of the present invention, it is possible to appropriately select and use a conventionally-known thermoelectric material according to the target thermoelectric conversion module. is there. In addition, by following the manufacturing method described later, it is possible to increase the number of two types of thermoelectric material layers in series (the number of stacked layers). Therefore, a metal with a small Seebeck coefficient compared to a P-type semiconductor or N-type semiconductor. Even materials and alloy materials can be used. Specific examples of thermoelectric materials that can be used in the present invention include tellurium compound systems such as Bi 2 Te 3 , PbTe, AgSbTe 2 / GeTe, Bi 2 Te 3 / Sb 2 Te 3 , NaCo 2 O 4 , CaCoO 3. SrTiO 3 / SrTiO 3 : Metal oxides such as Nb, SiGe, β-FeSi 2 , Ba 8 Si 48 , Mg 2 Si, MnSi 1.73 and other silicon compounds, ZnSb, InSb, Zn 4 Sb 3 , CeFe 3 CoSb 12 , antimony compounds such as LaFe 3 CoSb 12 , alloys such as constantan, chromel, alumel, platinum rhodium, and metals such as Au, Al, Cu, Fe, Pt, Ni, Cr, W, Ta it can.

また、絶縁層を構成する合成樹脂材料としては、蒸着重合法によって薄膜を製造することが可能なものであれば、如何なるものであっても使用することができる。そのような合成樹脂材料としては、ポリイミド、ポリユリア、ポリアミド、ポリアゾメチン等を、例示することができる。ポリイミドの原料モノマーとしては、1)二個以上のアミノ基を有するアミン化合物と2)カルボン酸無水物との組合せや、2)カルボン酸無水物と3)二個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物との組合せを、また、ポリユリアの原料モノマーとしては、1)二個以上のアミノ基を有するアミン化合物と3)二個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物との組合せを、更にポリアミドの原料モノマーとしては、1)二個以上のアミノ基を有するアミン化合物と4)二個以上のハロゲン化アシル基を有するアシル化合物との組合せを、加えて、ポリアゾメチンの原料モノマーとしては、1)二個以上のアミノ基を有するアミン化合物と5)二個以上のアルデヒド基を有するアルデヒド化合物との組合せを、各々、挙げることができる。ここで、1)二個以上のアミノ基を有するアミン化合物としては、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、m−フェニレンジアミン、m−キシリレンジアミン、メチレンビス(4−シクロヘキシルアミン)、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、トリス(2−アミノメチル)アミン、1,3−ジアミノ−2−プロパノール等を、2)カルボン酸無水物としては、テトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、ナフタレンテトラカルボン酸等を、3)二個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物としては、ジフェニルエーテル−4,4’−ジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、m−キシレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、1,3,5−トリイソシアネートヘキサン、1,3,5−トリメチルイソシアネートシクロヘキサン等を、4)二個以上のハロゲン化アシル基を有するアシル化合物としては、テレフタル酸ジクロリド、イソフタル酸ジクロリド、アジピン酸ジクロリド、セバシン酸ジクロリド等を、5)二個以上のアルデヒド基を有するアルデヒド化合物としては、マロンジアルデヒド、グリオキサール、ナフタレンジアルデヒド等を、各々、例示することができる。   As the synthetic resin material constituting the insulating layer, any material can be used as long as it can produce a thin film by vapor deposition polymerization. Examples of such a synthetic resin material include polyimide, polyurea, polyamide, polyazomethine and the like. As a raw material monomer for polyimide, 1) a combination of an amine compound having two or more amino groups and 2) a carboxylic acid anhydride, 2) a carboxylic acid anhydride and 3) an isocyanate compound having two or more isocyanate groups As a raw material monomer for polyurea, 1) a combination of an amine compound having two or more amino groups and 3) an isocyanate compound having two or more isocyanate groups, and further a raw material monomer for polyamide 1) A combination of an amine compound having two or more amino groups and 4) an acyl compound having two or more acyl halide groups, and, as a raw material monomer for polyazomethine, 1) two or more A combination of an amine compound having an amino group of 5) and an aldehyde compound having two or more aldehyde groups, , It can be mentioned. Here, 1) As an amine compound having two or more amino groups, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenylmethane, m-phenylenediamine, m-xylylenediamine, methylenebis (4-cyclohexyl) Amine), 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, tris (2-aminomethyl) amine, 1,3-diamino-2-propanol, etc. 2) As the carboxylic acid anhydride, tetracarboxylic dianhydride 3) Diisyl ether-4,4'-diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, m-phenylene Diisocyanate, m-xylene diisocyanate 4) Two or more of nate, dicyclohexylmethane-4,4′-diisocyanate, 1,3-bis (isocyanatemethyl) cyclohexane, 1,3,5-triisocyanatehexane, 1,3,5-trimethylisocyanatecyclohexane, etc. Examples of the acyl compound having a halogenated acyl group include terephthalic acid dichloride, isophthalic acid dichloride, adipic acid dichloride, sebacic acid dichloride, and the like. , Naphthalenedialdehyde and the like can be exemplified.

一方、図8乃至図10には、本発明の他の一の実施形態に係る熱電変換モジュール(熱電変換モジュール40)が示されている。具体的に、図8には、熱電変化モジュール40が平面図にて示されており、図9は、図8のi−i’断面図である。また、図10(a)〜(f)には、図9におけるii−ii’面、iii −iii’ 面、iv−iv’面、v−v’面、vi−vi’面及びvii −vii’ 面の各面における断面図が示されている。なお、熱電変換モジュール40は、先述した熱電変換モジュール10と同様の外観を呈することから、熱電変換モジュール40の斜視図、正面図、左側面図及び右側面図については省略した。また、図8乃至図10に示される熱電変化モジュール40において、先述した熱電変換モジュール10と同様の構成に係る部位については、熱電変換モジュール10と同一の符号を付して詳細な説明は省略し、熱電変換モジュール40特有の特徴的な構成について、以下に詳述する。   On the other hand, FIGS. 8 to 10 show a thermoelectric conversion module (thermoelectric conversion module 40) according to another embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 8 shows the thermoelectric change module 40 in a plan view, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line i-i ′ in FIG. 8. 10 (a) to 10 (f) show the ii-ii 'plane, iii-iii' plane, iv-iv 'plane, vv' plane, vi-vi 'plane and vii-vii in FIG. 'Cross sections on each side of the plane are shown. Since the thermoelectric conversion module 40 has the same appearance as the thermoelectric conversion module 10 described above, a perspective view, a front view, a left side view, and a right side view of the thermoelectric conversion module 40 are omitted. Further, in the thermoelectric change module 40 shown in FIG. 8 to FIG. 10, the same reference numerals as those of the thermoelectric conversion module 10 are given to the portions related to the same configuration as the thermoelectric conversion module 10 described above, and the detailed description is omitted. The characteristic configuration unique to the thermoelectric conversion module 40 will be described in detail below.

図8乃至図10より明らかなように、それら図面に示される熱電変換モジュール40においては、第一の熱電材料からなる第一熱電材料層の各層と、第二の熱電材料からなる第二熱電材料層の各層が、何れも、付属部をも有しているのである。   As apparent from FIGS. 8 to 10, in the thermoelectric conversion module 40 shown in these drawings, each layer of the first thermoelectric material layer made of the first thermoelectric material and the second thermoelectric material made of the second thermoelectric material. Each of the layers also has an appendage.

先ず、基材フィルム12aの表面(上面)に配置されている第一熱電材料層42は、本体部42a及び外部接続部42bに加えて、付属部42cをも含んで構成されている。この付属部42cは、本体部42aとの間にマージン部を介在させた状態で、且つ、本体部42aに対向する側面とは反対側の側面が、基材フィルム12aの端面より内方に位置するように、配置されている(図10(a)参照)。   First, the 1st thermoelectric material layer 42 arrange | positioned at the surface (upper surface) of the base film 12a is comprised including the attachment part 42c in addition to the main-body part 42a and the external connection part 42b. The attachment portion 42c is in a state in which a margin portion is interposed between the attachment portion 42c and the side surface opposite to the side surface facing the main body portion 42a is located inward from the end surface of the base film 12a. (See FIG. 10A).

一方、基材フィルム12bの裏面(下面)に配置されている第二熱電材料層44も、上述した第一熱電材料層42と同様に、本体部44a及び外部接続部44bに加えて、付属部44cをも含んで構成されている。この付属部44cは、本体部44aとの間にマージン部を介在させた状態で、且つ、本体部44aに対向する側面とは反対側の側面が、基材フィルム12bの端面より内方に位置するように、配置されている(図10(f)参照)。   On the other hand, the second thermoelectric material layer 44 disposed on the back surface (lower surface) of the base film 12b is also attached to the main body portion 44a and the external connection portion 44b in the same manner as the first thermoelectric material layer 42 described above. 44c is also included. The attachment portion 44c is in a state where a margin portion is interposed between the attachment portion 44c and the side surface opposite to the side surface facing the main body portion 44a is located inward from the end surface of the base film 12b. It arrange | positions so that it may do (refer FIG.10 (f)).

また、二つの絶縁層の間に配置されている熱電材料層は、各々、本体部と二つの付属部とから構成されているのであり、何れの熱電材料層も、図10(b)〜(e)に示されているように、同一の形態において構成されている。具体的に、絶縁層20と絶縁層24との間に配置されている第二熱電材料層46は、本体部46aと、二つの付属部46b、46cにて構成されている。付属部46b、46cは、本体部46aにおける、熱電変換モジュール40の使用時に加熱源(又は被加熱体)及び冷却源(被冷却体)が配置される方向の両側に、各々が、本体部46aとの間にマージン部を挟んだ状態で配置されている。また、付属部46b、46cの側面のうち、本体部46aに対向する側面とは反対側のものが、絶縁層24の端面より内方に位置するように、配置されているのである(図10(b)参照)。   Moreover, the thermoelectric material layer arrange | positioned between two insulating layers is each comprised from the main-body part and two attachment parts, and any thermoelectric material layer is FIG.10 (b)-( As shown in e), they are configured in the same form. Specifically, the second thermoelectric material layer 46 disposed between the insulating layer 20 and the insulating layer 24 includes a main body portion 46a and two attachment portions 46b and 46c. The attachment portions 46b and 46c are respectively disposed on both sides of the main body portion 46a in the direction in which the heating source (or heated body) and the cooling source (cooled body) are arranged when the thermoelectric conversion module 40 is used. Are arranged with a margin between them. Further, of the side surfaces of the attachment portions 46b and 46c, the side opposite to the side surface facing the main body portion 46a is disposed so as to be located inward from the end surface of the insulating layer 24 (FIG. 10). (See (b)).

そのような第二熱電材料層46と同様の形態において、絶縁層24と絶縁層28との間には、本体部48aと二つの付属部48b、48cからなる第一熱電材料層48が配置され(特に図10(c)参照)、また、絶縁層28と絶縁層32との間には、本体部50aと二つの付属部50b、50cからなる第二熱電材料層50が配置され(特に図10(d)参照)が配置され、そして、絶縁層32と絶縁層36との間には、本体部52aと二つの付属部52b、52cからなる第一熱電材料層52が、配置されているのである(特に図10(e)参照)。   In the same form as the second thermoelectric material layer 46, a first thermoelectric material layer 48 including a main body portion 48 a and two attachment portions 48 b and 48 c is disposed between the insulating layer 24 and the insulating layer 28. (See FIG. 10C in particular.) Also, between the insulating layer 28 and the insulating layer 32, a second thermoelectric material layer 50 comprising a main body portion 50a and two attachment portions 50b and 50c is disposed (particularly FIG. 10 (d)) is disposed, and a first thermoelectric material layer 52 including a main body portion 52a and two attachment portions 52b and 52c is disposed between the insulating layer 32 and the insulating layer 36. (See particularly FIG. 10 (e)).

このように、図8乃至図10に示される熱電変換モジュール40にあっては、第一熱電材料層及び第二熱電材料層が、本体部(及び外部接続部)と、かかる本体部(及び外部接続部)とは分離、独立した付属部を有しているところから、先述した熱電変換モジュール10と同様の外部絶縁性を担保しつつ、熱電材料層の上面に形成される、絶縁性合成樹脂材料の蒸着重合膜からなる絶縁層の厚さの均一化を図ることが容易となり、以て、寸法精度が優れた熱電変換モジュールとなっているのである。   As described above, in the thermoelectric conversion module 40 shown in FIGS. 8 to 10, the first thermoelectric material layer and the second thermoelectric material layer include the main body portion (and the external connection portion) and the main body portion (and the external portion). Insulating synthetic resin formed on the upper surface of the thermoelectric material layer while securing the same external insulation as the above-described thermoelectric conversion module 10 from having a separate and independent accessory portion from the connection portion) It is easy to make the thickness of the insulating layer made of the vapor-deposited polymer film of the material uniform, and thus the thermoelectric conversion module has excellent dimensional accuracy.

また、各熱電材料層が有する付属部は、熱電材料層の本体部における、熱電変換モジュール40の使用時に加熱源(又は被加熱体)及び冷却源(被冷却体)が配置される方向の両側に、マージン部を介して配置されているのであり、付属部の存在によって、その近辺の熱伝導率が有利に向上することとなり、熱電変換モジュール40における熱電変換効率の向上にも効果的に寄与するのである。更に、付属部が存在しない場合と比較して、積層部端部の強度が効果的に向上し、モジュール全体としての機械的強度も有利に向上することとなる。   In addition, the attachment part of each thermoelectric material layer has both sides in the direction in which the heating source (or heated body) and the cooling source (cooled body) are arranged when the thermoelectric conversion module 40 is used in the main body portion of the thermoelectric material layer. In addition, the thermal conductivity in the vicinity thereof is advantageously improved by the presence of the accessory portion, which contributes to the improvement of the thermoelectric conversion efficiency in the thermoelectric conversion module 40. To do. Furthermore, compared with the case where an attachment part does not exist, the intensity | strength of a lamination | stacking part edge part improves effectively, and the mechanical strength as the whole module will also improve advantageously.

上述した、本発明に従う熱電変換モジュールは、従来より公知の種々の手法を適宜、組み合わせることにより、製造することができる。例えば、図8乃至図10に示される熱電変換モジュール40を製造するに際しては、図11に示される積層体製造装置(本明細書においては、単に製造装置という)60を用いて、二種類の積層体54’、56’を製造した後、それら二種類の積層体54’、56’の最表面層(第一熱電材料層48)同士が接するように重ね合わせ、その後、それら積層体54’、56’を一体化せしめ、その一体化物を適宜、切断することによって、製造可能である。以下、積層体54’を製造する際に用いられる製造装置60の構成について、詳述する。   The thermoelectric conversion module according to the present invention described above can be manufactured by appropriately combining various conventionally known methods. For example, when the thermoelectric conversion module 40 shown in FIGS. 8 to 10 is manufactured, two types of stacking are performed using the stack manufacturing apparatus 60 (simply referred to as a manufacturing apparatus in this specification) shown in FIG. After the bodies 54 ′ and 56 ′ are manufactured, the two kinds of laminates 54 ′ and 56 ′ are superposed so that the outermost surface layers (first thermoelectric material layers 48) of the laminates 54 ′ and 56 ′ are in contact with each other. It can be manufactured by integrating 56 'and cutting the integrated product appropriately. Hereinafter, the structure of the manufacturing apparatus 60 used when manufacturing the laminated body 54 'will be described in detail.

図11から明らかなように、製造装置60は、所定大きさの真空チャンバ62を有しており、この真空チャンバ62は、主室64と副室66とから構成されている。主室64は、第一周壁部68にて囲繞されており、副室66は、第一周壁部68の一部と第二周壁部70とにより囲繞されている。そして、それら主室64と副室66とは、第二周壁部70と共に副室66を囲繞する第一周壁部68部分に形成された窓部72を通じて、互いに連通している。   As is clear from FIG. 11, the manufacturing apparatus 60 includes a vacuum chamber 62 having a predetermined size, and the vacuum chamber 62 includes a main chamber 64 and a sub chamber 66. The main chamber 64 is surrounded by the first peripheral wall portion 68, and the sub chamber 66 is surrounded by a part of the first peripheral wall portion 68 and the second peripheral wall portion 70. The main chamber 64 and the sub chamber 66 communicate with each other through the window portion 72 formed in the first peripheral wall portion 68 surrounding the sub chamber 66 together with the second peripheral wall portion 70.

なお、真空チャンバ62には、真空形成手段(図示せず)が取り付けられており、この真空形成手段を作動させることにより、主室64及び副室66の内部の真空度が調整可能とされている。   Note that a vacuum forming means (not shown) is attached to the vacuum chamber 62. By operating the vacuum forming means, the degree of vacuum inside the main chamber 64 and the sub chamber 66 can be adjusted. Yes.

主室64の中心部には、回転ドラムとしてのキャンローラ74が設置されている。このキャンローラ74は、鉄等の金属製の円筒体からなっており、図示しない電動モータ等により、一方向(図11の矢印:αにて示される方向)に回転駆動するようになっている。   A can roller 74 as a rotating drum is installed at the center of the main chamber 64. The can roller 74 is made of a cylindrical body made of metal such as iron, and is driven to rotate in one direction (direction indicated by an arrow: α in FIG. 11) by an electric motor (not shown). .

また、副室66内には、巻出し機としての巻出しローラ76と、巻取り機としての巻取りローラ78とが、互いに所定距離を隔てた位置に、キャンローラ74の回転軸と平行な回転軸回りに回転可能な状態にて設置されている。巻出しローラ76には、基材フィルム12aが巻回されたフィルムロール80が取り付けられ、自身の回転に伴って、フィルムロール80を巻出し得るようになっている。一方、巻取りローラ78は、巻出しローラ76によって巻き出された基材フィルム12aの先端部分が取り外し可能に取り付けられるように構成されており、また、図示しない電動モータ等によって、回転駆動するようになっている。そして、フィルムロール80から巻き出された基材フィルム12aが、後述するように、熱電材料層及び絶縁層が積層形成されて、積層体54’とされた後、巻取りローラ78の回転駆動によって、巻取りローラ78に巻き取られるようになっている。   In the sub chamber 66, an unwinding roller 76 serving as an unwinding machine and a winding roller 78 serving as a winding machine are parallel to the rotation axis of the can roller 74 at a position spaced apart from each other by a predetermined distance. It is installed so that it can rotate around the rotation axis. A film roll 80 around which the base film 12a is wound is attached to the unwinding roller 76, and the film roll 80 can be unwound along with its rotation. On the other hand, the take-up roller 78 is configured such that the tip portion of the base film 12a unwound by the unwind roller 76 is detachably attached, and is driven to rotate by an electric motor (not shown) or the like. It has become. Then, as will be described later, the base film 12a unwound from the film roll 80 is formed by laminating a thermoelectric material layer and an insulating layer to form a laminated body 54 ′, and then by the rotational driving of the winding roller 78. The take-up roller 78 is wound up.

主室64内には、キャンローラ74の周囲に、熱電材料層形成ユニット82、絶縁層形成ユニット84、熱電材料層形成ユニット86、絶縁層形成ユニット88及び熱電材料層形成ユニット90の各吹出口部材が、この順序に従ってキャンローラ74の回転方向に並んで配置されている。   In the main chamber 64, the air outlets of the thermoelectric material layer forming unit 82, the insulating layer forming unit 84, the thermoelectric material layer forming unit 86, the insulating layer forming unit 88, and the thermoelectric material layer forming unit 90 are disposed around the can roller 74. The members are arranged side by side in the rotation direction of the can roller 74 according to this order.

図11及び図12(a)より明らかなように、熱電材料層形成ユニット82は、熱電材料の蒸気発生部92と吹出口部材94とを有している。蒸気発生部92は、キャンローラ74側の面が開口面とされている直方体形状の筐体部95の内部に、電子銃96、及び第一の熱電材料が収容された容器97が各々、位置固定に配置されて、構成されている。   As is clear from FIGS. 11 and 12A, the thermoelectric material layer forming unit 82 includes a thermoelectric material vapor generation part 92 and a blowout member 94. In the steam generation unit 92, an electron gun 96 and a container 97 containing a first thermoelectric material are respectively positioned in a rectangular parallelepiped housing portion 95 whose surface on the side of the can roller 74 is an opening surface. It is arranged in a fixed manner.

一方、吹出口部材94は、全体として上方(図12(a)の上方)及び下方(図12(a)の下方)が開口している筒体からなり、その上方に、蒸気発生部92の筐体部95の開口部が組み付けられており、下方の開口部は吹出口98とされている。また、吹出口部材94は、軸直角断面積がキャンローラ74側に向かうに従って漸増する四角錐台形状の上側筒壁部100と、横長の直方体形状を呈する下側筒部102とを有している。この下側筒部102にあっては、その幅方向(図12(a)の紙面垂直方向、図12(b)の上下方向)に延びる二つの第一側壁部104、104の下端面が平坦面とされている一方で、その長さ方向(図12(a)及び(b)の左右方向)に延びる二つの第二側壁部106、106の下端面は、上方に向かって凸状を呈する円弧状の下端面107、107とされている。かかる第二側壁部106における円弧状の下端面107の径は、キャンローラ74(図12(a)に二点鎖線で示す)の外周面の径よりも僅かに大きな寸法とされている。これにより、吹出口98とキャンローラ74の外周面との間に形成される隙間の大きさが、吹出口98の全周に亘ってほぼ一定の大きさとされているのである。   On the other hand, the outlet member 94 is formed of a cylindrical body that is open upward (upper in FIG. 12A) and lower (lower in FIG. 12A) as a whole. The opening part of the housing | casing part 95 is assembled | attached, and the lower opening part is made into the blower outlet 98. As shown in FIG. The outlet member 94 has a quadrangular pyramid-shaped upper cylindrical wall portion 100 that gradually increases in cross-sectional area toward the can roller 74 side, and a lower cylindrical portion 102 that exhibits a horizontally long rectangular parallelepiped shape. Yes. In the lower cylindrical portion 102, the lower end surfaces of the two first side wall portions 104, 104 extending in the width direction (the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 12A and the vertical direction in FIG. 12B) are flat. On the other hand, the lower end surfaces of the two second side wall portions 106 and 106 extending in the length direction (the left-right direction in FIGS. 12A and 12B) are convex upward. Arc-shaped lower end surfaces 107 and 107 are formed. The diameter of the arc-shaped lower end surface 107 in the second side wall 106 is slightly larger than the diameter of the outer peripheral surface of the can roller 74 (indicated by a two-dot chain line in FIG. 12A). As a result, the size of the gap formed between the air outlet 98 and the outer peripheral surface of the can roller 74 is substantially constant over the entire periphery of the air outlet 98.

また、吹出口部材94の吹出口98には、二本の防着バー108a、108bが配置されている。なお、図12(b)においては、理解を容易にするため、防着バー108a、108bにハッチングを付している。防着バー108a、108bは、何れも、下側筒部102における円弧状の下端面107の径と略同一の内径と、二つの第一側壁部104、104の対向面間距離と略同一長さの弦とを有する、円弧状の湾曲部材からなっている。そして、防着バー108bにあっては、下側筒部102の幅方向(図12(b)の上下方向)の上端に、防着バー108aにあっては、防着バー108aより下方に所定距離、離れた位置に、長さ方向に延びるように配置されて、二つの第一側壁部104、104における互いに対向する面の下端部に固定されている。   In addition, at the air outlet 98 of the air outlet member 94, two deposition bars 108a and 108b are arranged. In FIG. 12 (b), the protection bars 108a and 108b are hatched for easy understanding. Each of the adhesion preventing bars 108a and 108b has substantially the same inner diameter as the diameter of the arc-shaped lower end surface 107 in the lower cylindrical portion 102 and the distance between the opposing surfaces of the two first side wall portions 104 and 104. It is made of an arcuate curved member having a string. And, in the prevention bar 108b, it is predetermined at the upper end in the width direction (vertical direction in FIG. 12 (b)) of the lower cylindrical portion 102, and in the prevention bar 108a, it is below the prevention bar 108a. It arrange | positions so that it may extend in the length direction in the position away from the distance, and it is being fixed to the lower end part of the mutually opposing surface in the two 1st side wall parts 104 and 104. FIG.

そして、上述した構成を有する熱電材料層形成ユニット82にあっては、電子銃96より電子ビームが発せられると、電子ビームは図示しない偏向コイルによって偏向され、この偏向された電子ビームは、容器97内の第一の熱電材料に照射される。この電子ビームの照射によって発生した第一の熱電材料の蒸気が、吹出口部材94の吹出口98より基材フィルム12上に吹き付けられることにより、第一の熱電材料からなる第一熱電材料層42が形成されるのである。   In the thermoelectric material layer forming unit 82 having the above-described configuration, when an electron beam is emitted from the electron gun 96, the electron beam is deflected by a deflection coil (not shown), and the deflected electron beam is converted into the container 97. The first thermoelectric material is irradiated. The vapor | steam of the 1st thermoelectric material generated by irradiation of this electron beam is sprayed on the base film 12 from the blower outlet 98 of the blower outlet member 94, and, thereby, the 1st thermoelectric material layer 42 which consists of a 1st thermoelectric material. Is formed.

なお、本製造装置60の熱電材料層形成ユニット82においては、熱電材料の蒸気発生部92は、エレクトロンビーム(EB)蒸着法に従って熱電材料の蒸気を発生させるための構成が採用されているが、本発明の熱電変換モジュールを製造する際の熱電材料層の形成は、EB蒸着法以外の気相成長法に従って、実施することも可能である。具体的には、抵抗加熱蒸着法や高周波誘導加熱蒸着法等の蒸着法は勿論のこと、RFスパッタリング法、DCスパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法やイオンビームスパッタリング法等の各種スパッタリング法、パルスレーザーデポジション(PLD)法等の公知の気相成長法の中から、使用される熱電材料に応じたものを適宜に選択し、選択した手法に応じた構成(例えば、スパッタリング室)を、蒸気発生部92と置き換えることが可能である。なお、各種スパッタリング法やPLD法において必要とされるガス種は、熱電材料の種類によって、Ar、N2、O2、He等の中から適宜に選択される。後述する、熱電材料層形成ユニット86及び熱電材料層形成ユニット90における各蒸気発生部についても、同様である。 Note that, in the thermoelectric material layer forming unit 82 of the manufacturing apparatus 60, the thermoelectric material vapor generating unit 92 employs a configuration for generating a thermoelectric material vapor according to an electron beam (EB) vapor deposition method. The formation of the thermoelectric material layer when producing the thermoelectric conversion module of the present invention can also be carried out according to a vapor phase growth method other than the EB vapor deposition method. Specifically, not only vapor deposition methods such as resistance heating vapor deposition method and high frequency induction heating vapor deposition method, but also various sputtering methods such as RF sputtering method, DC sputtering method, magnetron sputtering method and ion beam sputtering method, pulse laser deposition. A vapor generation unit 92 has a configuration (for example, a sputtering chamber) corresponding to the selected method, appropriately selected from the known vapor phase growth methods such as the (PLD) method, according to the thermoelectric material used. Can be replaced. The gas species required in various sputtering methods and PLD methods are appropriately selected from Ar, N 2 , O 2 , He, and the like depending on the type of thermoelectric material. The same applies to each steam generation section in the thermoelectric material layer forming unit 86 and the thermoelectric material layer forming unit 90 described later.

図11に示されているように、絶縁層形成ユニット84は、モノマー蒸気供給手段112と吹出口部材114とを有している。   As shown in FIG. 11, the insulating layer forming unit 84 includes a monomer vapor supply unit 112 and a blowout member 114.

モノマー蒸気供給手段112は、収容ポット116a、116bを有しており、収容ポット116a、116bの各々には、蒸着重合膜を構成する合成樹脂材料の原料モノマーが液体状態で収容されている。例えば、本発明の熱電変換モジュールにおける絶縁層として、ポリイミドからなる蒸着重合膜を採用する場合には、一の収容ポットにはピロメリット酸二無水物等のカルボン酸無水物が収容され、他の一の収容ポットには、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル等の二個以上のアミノ基を有するアミン化合物が収容される。なお、収容ポット116a、116bは、それぞれ、収容した液体状態の原料モノマーを蒸発させるためのヒータ(図示せず)を有している。また、収容ポット116aには蒸気供給パイプ117aの一方の端部が接続されており、他方の端部は吹出口部材114に接続されている。同様に、収容ポット116bには蒸気供給パイプ117bの一方の端部が接続され、その他方の端部は吹出し口部材114に接続されている。   The monomer vapor supply means 112 has storage pots 116a and 116b, and the raw material monomer of the synthetic resin material constituting the vapor deposition polymerization film is stored in a liquid state in each of the storage pots 116a and 116b. For example, when adopting a vapor deposition polymerized film made of polyimide as an insulating layer in the thermoelectric conversion module of the present invention, one accommodation pot contains a carboxylic acid anhydride such as pyromellitic dianhydride, and the other In one storage pot, an amine compound having two or more amino groups such as 4,4′-diaminodiphenyl ether is stored. Each of the storage pots 116a and 116b has a heater (not shown) for evaporating the stored raw material monomer. In addition, one end of the steam supply pipe 117 a is connected to the accommodation pot 116 a, and the other end is connected to the outlet member 114. Similarly, one end of the steam supply pipe 117b is connected to the storage pot 116b, and the other end is connected to the outlet member 114.

絶縁層形成ユニット84を構成する吹出口部材114は、図13(a)及び(b)に示されるように、全体として下方(図13(a)の下方)に向かって開口する片側有底の筒体からなり、下方の開口部は吹出口118とされている。また、吹出口部材114は、軸直角断面積がキャンローラ74側に向かうに従って漸増する四角錐台形状の上側筒壁部120と、横長の直方体形状を呈する下側筒部122とを有している。   As shown in FIGS. 13A and 13B, the outlet member 114 constituting the insulating layer forming unit 84 has a bottom on one side that opens downward as a whole (downward in FIG. 13A). It consists of a cylinder and the opening part below is made into the blower outlet 118. FIG. Further, the air outlet member 114 has a quadrangular pyramid-shaped upper cylindrical wall portion 120 that gradually increases in cross-sectional area toward the can roller 74 side, and a lower cylindrical portion 122 that exhibits a horizontally long rectangular parallelepiped shape. Yes.

より詳細には、吹出口部材114の下側筒部122は、その幅方向(図13(a)の紙面垂直方向、図13(b)の上下方向)に延びる二つの第一側壁部124、124の下端面が平坦面とされている一方で、その長さ方向(図13(a)及び(b)の左右方向)に延びる二つの第二側壁部126、126の下端面は、上方に向かって凸状を呈する円弧状の下端面127、127とされている。かかる第二側壁部126における円弧状の下端面127の径は、キャンローラ74(図13(a)に二点鎖線で示す)の外周面の径よりも僅かに大きな寸法とされている。これにより、吹出口118とキャンローラ74の外周面との間に形成される隙間の大きさが、吹出口118の全周に亘ってほぼ一定の大きさとされているのである。   More specifically, the lower cylindrical portion 122 of the outlet member 114 has two first side wall portions 124 extending in the width direction (the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 13A and the vertical direction of FIG. 13B), While the lower end surface of 124 is a flat surface, the lower end surfaces of the two second side wall portions 126 and 126 extending in the length direction (the left-right direction in FIGS. 13A and 13B) are upward. It is made into the circular-arc-shaped lower end surface 127, 127 which exhibits convex shape toward it. The diameter of the arc-shaped lower end surface 127 in the second side wall 126 is slightly larger than the diameter of the outer peripheral surface of the can roller 74 (indicated by a two-dot chain line in FIG. 13A). As a result, the size of the gap formed between the air outlet 118 and the outer peripheral surface of the can roller 74 is set to a substantially constant size over the entire circumference of the air outlet 118.

また、吹出口部材114の内部には、上側筒壁部120の一の面側から対向する面側へ突出する仕切壁128aが、下側筒部122の一の面側から対向する面側へ突出する仕切壁128b、128cが、各仕切壁によって形成される開口部が上下方向(図13(a)の上下方向)において互い違いになるように、配置されている。それら仕切り壁が配置されていることにより、蒸気供給パイプ117a、117bを通じて供給される二種類の原料のモノマーの蒸気が、仕切壁とぶつかることによって効果的に混合され、以て、原料モノマーの混合蒸気が基材フィルム12上に吹き付けられることとなるのである。   In addition, a partition wall 128 a that protrudes from one surface side of the upper cylindrical wall portion 120 to the opposite surface side is provided inside the air outlet member 114 from the one surface side of the lower cylindrical portion 122 to the opposite surface side. The protruding partition walls 128b and 128c are arranged so that the openings formed by the partition walls are staggered in the vertical direction (vertical direction in FIG. 13A). By arranging these partition walls, the vapors of the two types of raw material monomers supplied through the steam supply pipes 117a and 117b are effectively mixed by colliding with the partition walls, thereby mixing the raw material monomers. Steam is sprayed onto the base film 12.

加えて、吹出口部材114の吹出口118には、二本の防着バー130a、130bが配置されている。なお、図13(b)においては、理解を容易にするため、防着バー130a、130bにハッチングを付している。防着バー130a、130bは、何れも、下側筒部122における円弧状の下端面127の径と略同一の内径と、二つの第一側壁部124、124の対向面間距離と略同一長さの弦とを有する、円弧状の湾曲部材からなっている。そして、防着バー130aにあっては、下側筒部122の幅方向(図13(b)の上下方向)の下端に、防着バー130bにあっては、防着バー130aより上方に所定距離、離れた位置に、長さ方向に延びるように配置されて、二つの第一側壁部124、124における互いに対向する面の下端部に固定されている。   In addition, two deposition bars 130a and 130b are arranged at the outlet 118 of the outlet member 114. In FIG. 13 (b), the protection bars 130a and 130b are hatched for easy understanding. Each of the adhesion preventing bars 130a and 130b has an inner diameter that is substantially the same as the diameter of the arc-shaped lower end surface 127 of the lower cylindrical portion 122 and a distance that is substantially the same as the distance between the opposing surfaces of the two first side wall portions 124 and 124. It is made of an arcuate curved member having a string. And in the prevention bar 130a, it is predetermined at the lower end in the width direction (the vertical direction in FIG. 13 (b)) of the lower cylindrical portion 122, and in the prevention bar 130b, above the adhesion bar 130a. It arrange | positions so that it may extend in the length direction in the position away from distance, and is fixed to the lower end part of the mutually opposing surface in the two 1st side wall parts 124 and 124. FIG.

一方、熱電材料層形成ユニット86は、図11に示されるように、先述した熱電材料層形成ユニット82におけるものと同様の構成からなる熱電材料の蒸気発生部92と、吹出口部材132とを有している。但し、熱電材料層形成ユニット86における蒸気発生部92では、その内部の容器に第二の熱電材料が収容されている。   On the other hand, as shown in FIG. 11, the thermoelectric material layer forming unit 86 has a thermoelectric material vapor generating part 92 having the same configuration as that of the thermoelectric material layer forming unit 82 described above, and an outlet member 132. doing. However, in the steam generation part 92 in the thermoelectric material layer formation unit 86, the 2nd thermoelectric material is accommodated in the container inside.

ここで、熱電材料層形成ユニット86の吹出口部材132は、先述した熱電材料層形成ユニット82における吹出口部材94と、防着バーを除いて同様の構成とされている。図14に示されるように、熱電材料層形成ユニット86の吹出口部材132は、四本の防着バー134a、134b、134c、134dを有している。なお、図14においても、各防着バーにハッチングを付している。そして、吹出口部材132における下側筒部の幅方向(図14の上下方向)の下端に防着バー134aが、上端に134dが配置され、それら防着バー134a、134dの間に、防着バー134b、134cが、各々、所定距離だけ離れた位置に配置されている。   Here, the air outlet member 132 of the thermoelectric material layer forming unit 86 has the same configuration as the air outlet member 94 in the thermoelectric material layer forming unit 82 described above, except for the adhesion prevention bar. As shown in FIG. 14, the outlet member 132 of the thermoelectric material layer forming unit 86 has four prevention bars 134 a, 134 b, 134 c, and 134 d. In addition, also in FIG. 14, each protection bar is hatched. Further, an anti-adhesion bar 134a is arranged at the lower end in the width direction (vertical direction in FIG. 14) of the lower cylindrical portion of the air outlet member 132, and 134d is arranged at the upper end. Each of the bars 134b and 134c is disposed at a position separated by a predetermined distance.

また、絶縁層形成ユニット88は、図11に示されるように、先述した絶縁層形成ユニット84におけるものと同様の構成からなるモノマー蒸気供給手段112と、吹出口部材138とを有している。図15に示されるように、絶縁層形成ユニット88の吹出口部材138は、二本の防着バー140a、140bを有している。なお、図15においても、各防着バーにハッチングを付している。そして、防着バー140aにあっては、吹出口部材138における下側筒部の幅方向(図15の上下方向)の下端に、防着バー140bにあっては、防着バー140aより上方に所定距離、離れた位置に配置されている。   Further, as shown in FIG. 11, the insulating layer forming unit 88 includes monomer vapor supply means 112 having a configuration similar to that in the above-described insulating layer forming unit 84, and an outlet member 138. As shown in FIG. 15, the air outlet member 138 of the insulating layer forming unit 88 has two prevention bars 140 a and 140 b. In addition, also in FIG. 15, each protection bar is hatched. And in the adhesion prevention bar 140a, it exists in the lower end of the width direction (up-down direction of FIG. 15) of the lower side cylinder part in the blower outlet member 138, and in the adhesion prevention bar 140b above the adhesion prevention bar 140a. It is arranged at a predetermined distance away.

加えて、図11に示されるように、熱電材料層形成ユニット90は、先述した熱電材料層形成ユニット86と同様の構成を呈するものであり、熱電材料の蒸気発生部92と、吹出口部材132とを有している。但し、熱電材料層形成ユニット90における蒸気発生部92では、その内部の容器に第一の熱電材料が収容されている。   In addition, as shown in FIG. 11, the thermoelectric material layer forming unit 90 has the same configuration as the above-described thermoelectric material layer forming unit 86, and includes a thermoelectric material vapor generation unit 92 and an outlet member 132. And have. However, in the steam generation part 92 in the thermoelectric material layer formation unit 90, the 1st thermoelectric material is accommodated in the container inside.

そして、上記の如き構造を有する製造装置60を用いて、図9に示される積層体54を製造する際には、例えば、以下の手順に従って、その操作が進められる。   And when manufacturing the laminated body 54 shown by FIG. 9 using the manufacturing apparatus 60 which has the above structures, the operation is advanced according to the following procedures, for example.

先ず、図11に示されるように、フィルムロール80を巻出しローラ76に外挿して、セットする。次いで、フィルムロール80から基材フィルム12aを巻き出して、キャンローラ74に巻き掛けた後、その先端部を巻取りローラ78に取り付ける。その後、図示しない真空形成手段を作動させることにより、真空チャンバ62内(主室64及び副室66内)の真空度を調整する。   First, as shown in FIG. 11, the film roll 80 is extrapolated to the unwinding roller 76 and set. Next, after the base film 12 a is unwound from the film roll 80 and wound around the can roller 74, the leading end is attached to the take-up roller 78. Thereafter, the vacuum forming means (not shown) is operated to adjust the degree of vacuum in the vacuum chamber 62 (in the main chamber 64 and the sub chamber 66).

真空チャンバ62内の真空度を、所望とする程度にまで安定化させた後、キャンローラ74に取り付けられた電動モータを回転駆動させて、キャンローラ74を図11の矢印:α方向に回転させる。それと同時に、巻取りローラ78も回転駆動させる。これにより、基材フィルム12aを、副室66内から主室64内へと送り出して、キャンローラ74上を矢印:α方向に走行させる一方、キャンローラ74から送り出された基材フィルム12aの巻取りローラ78による巻取りを可能とする。そして、以下の工程a〜工程eが、その順において実施される。工程a〜工程eが実施された後の基材フィルム12a表面の状態を、図16(a)〜(e)に示す。   After the degree of vacuum in the vacuum chamber 62 is stabilized to a desired level, an electric motor attached to the can roller 74 is driven to rotate, and the can roller 74 is rotated in the arrow: α direction in FIG. . At the same time, the winding roller 78 is also driven to rotate. As a result, the base film 12a is fed from the sub chamber 66 into the main chamber 64 and travels on the can roller 74 in the arrow: α direction, while the base film 12a wound from the can roller 74 is wound. Winding by the take-up roller 78 is enabled. Then, the following steps a to e are performed in that order. FIGS. 16A to 16E show the state of the surface of the base film 12a after the steps a to e are performed.

−工程a−
熱電材料層形成ユニット82を作動させて、第一の熱電材料の蒸気を発生させ、この蒸気を基材フィルム12a上に吹き付けることにより、第一の熱電材料からなる第一熱電材料層を形成する。熱電材料層形成ユニット82の吹出口98には、防着バー108a、108bが配置されている(図12(b)参照)ところから、基材フィルム12上aには、かかるフィルムの搬送方向に延びる、第一熱電材料層の非形成部位が形成される。また、本工程において、熱電材料層形成ユニット82を間欠的に作動させる、要するに、熱電材料層形成ユニット82を、所定時間だけ作動させた後、所定時間だけ停止させるという操作を繰り返すことにより、基材フィルム12aの搬送方向に直交する方向に延びる第一熱電材料層の非形成部位が、搬送方向において所定の間隔毎に形成される。本工程に従い、基材フィルム12a上に形成された第一熱電材料層は、図16(a)においてハッチングが付された部位である。
-Step a-
The first thermoelectric material layer made of the first thermoelectric material is formed by operating the thermoelectric material layer forming unit 82 to generate vapor of the first thermoelectric material and blowing this vapor onto the base film 12a. . At the air outlet 98 of the thermoelectric material layer forming unit 82, the deposition bars 108a and 108b are disposed (see FIG. 12B). From the position a on the base film 12 in the transport direction of the film. An extended non-formation portion of the first thermoelectric material layer is formed. Further, in this step, the thermoelectric material layer forming unit 82 is operated intermittently, that is, the thermoelectric material layer forming unit 82 is operated for a predetermined time and then stopped for a predetermined time. The non-formation site | part of the 1st thermoelectric material layer extended in the direction orthogonal to the conveyance direction of the material film 12a is formed for every predetermined space | interval in a conveyance direction. In accordance with this step, the first thermoelectric material layer formed on the base film 12a is a hatched portion in FIG.

−工程b−
絶縁層形成ユニット84を作動させて、原料モノマーの蒸気を発生させ、この蒸気を、工程aにより第一熱電材料層が形成された基材フィルム12a上に吹き付けることにより、絶縁性合成樹脂の蒸着重合膜からなる絶縁層を形成する。絶縁層形成ユニット84の吹出口118には、防着バー130a、130bが配置されている(図13(b)参照)ところから、基材フィルム12a上には、かかるフィルムの搬送方向に延びる、絶縁層の非形成部位が形成される。本工程に従い、基材フィルム12a上に形成された絶縁層は、図16(b)においてハッチングが付された部分である。
-Step b-
The insulating layer forming unit 84 is operated to generate a raw material monomer vapor, and this vapor is sprayed onto the base film 12a on which the first thermoelectric material layer has been formed in step a, thereby depositing an insulating synthetic resin. An insulating layer made of a polymer film is formed. At the air outlet 118 of the insulating layer forming unit 84, the anti-adhesion bars 130a and 130b are arranged (see FIG. 13B), so that the base film 12a extends in the transport direction of the film. A non-formed portion of the insulating layer is formed. According to this process, the insulating layer formed on the base film 12a is a hatched portion in FIG.

−工程c−
熱電材料層形成ユニット86を作動させて、第二の熱電材料の蒸気を発生させ、この蒸気を、工程bにより絶縁層が形成された基材フィルム12a上に吹き付けることにより、第二の熱電材料からなる第二熱電材料層を形成する。熱電材料層形成ユニット86の吹出口には、防着バー134a、134b、134c、134dが配置されている(図14参照)ところから、基材フィルム12a上には、かかるフィルムの搬送方向に延びる、第二熱電材料層の非形成部位が形成される。また、本工程で使用される熱電材料層形成ユニット86も、先述した、工程aで使用される熱電材料層形成ユニット82と同様に、間欠的に作動させることにより、基材フィルム12aの搬送方向に直交する方向に延びる第二熱電材料層の非形成部位が、搬送方向において所定の間隔毎に形成される。本工程に従い、基材フィルム12a上に形成された第二熱電材料層は、図16(c)においてハッチングが付された部分である。なお、先の工程cにおける絶縁層の非形成部位のうち、本工程により第二熱電材料層が形成された部位に対応する部分には、第二の熱電材料が侵入することにより、工程aにて形成された第一熱電材料層との接続部が形成される。
-Process c-
The thermoelectric material layer forming unit 86 is operated to generate a vapor of the second thermoelectric material, and this vapor is blown onto the base film 12a on which the insulating layer has been formed in step b, whereby the second thermoelectric material A second thermoelectric material layer is formed. The anti-adhesion bars 134a, 134b, 134c, and 134d are disposed at the outlet of the thermoelectric material layer forming unit 86 (see FIG. 14), and thus extend on the base film 12a in the transport direction of the film. The non-formation site | part of the 2nd thermoelectric material layer is formed. In addition, the thermoelectric material layer forming unit 86 used in this step is also intermittently operated in the same manner as the thermoelectric material layer forming unit 82 used in step a described above, thereby conveying the base film 12a. The non-formation site | part of the 2nd thermoelectric material layer extended in the direction orthogonal to is formed for every predetermined space | interval in a conveyance direction. According to this process, the second thermoelectric material layer formed on the base film 12a is a hatched portion in FIG. Note that the second thermoelectric material penetrates into the portion corresponding to the portion where the second thermoelectric material layer is formed by this step among the non-insulating portion of the insulating layer in the previous step c. A connection portion with the first thermoelectric material layer formed in this way is formed.

−工程d−
絶縁層形成ユニット88を作動させて、原料モノマーの蒸気を発生させ、この蒸気を、工程cにより第二熱電材料層が形成された基材フィルム12a上に吹き付けることにより、絶縁性合成樹脂の蒸着重合膜からなる絶縁層を形成する。絶縁層形成ユニット88の吹出口138には、防着バー140a、140bが配置されている(図15参照)ところから、基材フィルム12a上には、かかるフィルムの搬送方向に延びる、絶縁層の非形成部位が形成される。本工程に従い、基材フィルム12a上に形成された絶縁層は、図16(d)においてハッチングが付された部分である。
-Step d-
The insulating layer forming unit 88 is operated to generate a raw material monomer vapor, and this vapor is sprayed onto the base film 12a on which the second thermoelectric material layer has been formed in step c, thereby depositing an insulating synthetic resin. An insulating layer made of a polymer film is formed. At the air outlet 138 of the insulating layer forming unit 88, the anti-adhesion bars 140a and 140b are disposed (see FIG. 15), and thus the insulating layer extending in the transport direction of the film is formed on the base film 12a. Non-formed sites are formed. According to this process, the insulating layer formed on the base film 12a is a hatched portion in FIG.

−工程e−
熱電材料層形成ユニット90を作動させて、第一の熱電材料の蒸気を発生させ、この蒸気を、工程dにより絶縁層が形成された基材フィルム12a上に吹き付けることにより、第一の熱電材料からなる第一熱電材料層を形成する。熱電材料層形成ユニット90の吹出口には、熱電材料層形成ユニット86の吹出口と同様に防着バー134a、134b、134c、134dが配置されているところから、基材フィルム12a上には、かかるフィルムの搬送方向に延びる、第一熱電材料層の非形成部位が形成される。また、本工程で使用される熱電材料層形成ユニット90も、先述した、工程aで使用される熱電材料層形成ユニット82と同様に、間欠的に作動させることにより、基材フィルム12aの搬送方向に直交する方向に延びる第一熱電材料層の非形成部位が、搬送方向において所定の間隔毎に形成される。本工程に従い、基材フィルム12a上に形成された第一熱電材料層は、図16(e)においてハッチングが付された部分である。なお、先の工程dにおける絶縁層の非形成部位のうち、本工程により第一熱電材料層が形成された部位に対応する部分には、第一の熱電材料が侵入することにより、工程cにて形成された第二熱電材料層との接続部が形成される。
-Process e-
The thermoelectric material layer forming unit 90 is operated to generate a vapor of the first thermoelectric material, and this vapor is blown onto the base film 12a on which the insulating layer has been formed in step d, whereby the first thermoelectric material A first thermoelectric material layer is formed. Since the adhesion prevention bars 134a, 134b, 134c, and 134d are arranged at the outlet of the thermoelectric material layer forming unit 90 in the same manner as the outlet of the thermoelectric material layer forming unit 86, on the base film 12a, The non-formation site | part of the 1st thermoelectric material layer extended in the conveyance direction of this film is formed. Also, the thermoelectric material layer forming unit 90 used in this step is intermittently operated in the same manner as the thermoelectric material layer forming unit 82 used in step a described above, so that the base film 12a is conveyed in the transport direction. The non-formation site | part of the 1st thermoelectric material layer extended in the direction orthogonal to is formed for every predetermined space | interval in a conveyance direction. According to this step, the first thermoelectric material layer formed on the base film 12a is a hatched portion in FIG. In addition, in the part where the insulating layer is not formed in the previous step d, the first thermoelectric material enters the portion corresponding to the portion where the first thermoelectric material layer is formed by this step, so that the step c is entered. A connection portion with the second thermoelectric material layer formed in this way is formed.

以上の如き工程に従うことにより、図17に示される如き、基材フィルム12a上に第一熱電材料層が配置され、且つ、最表面層として第一熱電材料層を有する積層体54’が製造されるのである。   By following the above steps, as shown in FIG. 17, a laminated body 54 ′ having the first thermoelectric material layer disposed on the base film 12a and having the first thermoelectric material layer as the outermost surface layer is manufactured. It is.

一方、基材フィルム12bに対して、上記各工程のうち、第一の熱電材料と第二の熱電材料とを入れ替えた工程a’〜工程e’に、更に工程b’と工程c’を実施する、換言すれば、工程a’→工程b’→工程c’→工程d’→工程e’→工程b’→工程c’の順に実施することにより、図17に示される如き、基材フィルム12b上に第二熱電材料層が配置され、且つ、最表面層として第一熱電材料層を有する積層体56’を製造することが可能である。   On the other hand, the process b ′ and the process c ′ are further performed on the base film 12b in the processes a ′ to e ′ in which the first thermoelectric material and the second thermoelectric material are replaced among the above processes. In other words, by carrying out in the order of step a ′ → step b ′ → step c ′ → step d ′ → step e ′ → step b ′ → step c ′, a base film as shown in FIG. It is possible to manufacture the laminated body 56 ′ having the second thermoelectric material layer disposed on 12b and having the first thermoelectric material layer as the outermost surface layer.

そして、以上の如くして得られた積層体54’、56’とを、その最表面層同士が接するように重ね合わせて、一体化せしめた後、熱電材料の非形成部位にて切断することにより、図9に示される如き熱電変換モジュール40が有利に得られるのである。   Then, the laminates 54 ′ and 56 ′ obtained as described above are overlapped and integrated so that the outermost surface layers are in contact with each other, and then cut at a portion where the thermoelectric material is not formed. Thus, the thermoelectric conversion module 40 as shown in FIG. 9 is advantageously obtained.

以上、図11に示される製造装置60を用いた、熱電変換モジュール40の製造方法について詳述してきたが、熱電変換モジュール40を製造する際には、製造装置60に更なる構成を追加した装置であっても、有利に使用することが出来る。例えば、製造装置60における各熱電材料層形成ユニットの直前に(フィルム搬送方向の上流側)に、フィルム搬送方向に直角な方向に所定幅のオイル層からなる熱電材料付着防止層をフィルム上に形成可能なマスク部形成ユニット(パターンロール等とも称される)を配設してなる装置を、有利に使用可能である。そのようなマスク部形成ユニットを用いた製造装置を使用することにより、上述した製造装置60を用いた製造方法においては必要とされていた、各熱電材料層形成ユニットの間欠的な作動は不要となり、連続的な作動が可能となる。なお、かかるマスク部形成ユニットによて形成された、オイル層からなる熱電材料付着防止層は、熱電材料層形成ユニットによって熱電材料層が形成される一方でフィルム上から効果的に消滅(揮発)し、その後の絶縁層形成ユニットによる絶縁層の形成を阻害するものではない。   As described above, the manufacturing method of the thermoelectric conversion module 40 using the manufacturing apparatus 60 shown in FIG. 11 has been described in detail. However, when manufacturing the thermoelectric conversion module 40, an apparatus in which a further configuration is added to the manufacturing apparatus 60. Even so, it can be used advantageously. For example, a thermoelectric material adhesion prevention layer composed of an oil layer having a predetermined width is formed on the film immediately before each thermoelectric material layer forming unit in the manufacturing apparatus 60 (upstream in the film transport direction) in a direction perpendicular to the film transport direction. An apparatus in which possible mask portion forming units (also referred to as pattern rolls or the like) are disposed can be used advantageously. By using a manufacturing apparatus using such a mask portion forming unit, the intermittent operation of each thermoelectric material layer forming unit, which is required in the manufacturing method using the manufacturing apparatus 60 described above, is no longer necessary. Continuous operation is possible. In addition, the thermoelectric material adhesion prevention layer which consists of an oil layer formed by this mask part formation unit disappears (volatilizes) effectively from the film while the thermoelectric material layer is formed by the thermoelectric material layer formation unit. However, it does not hinder the subsequent formation of the insulating layer by the insulating layer forming unit.

一方、先述した、図6等に示される熱電変換モジュール10にあっては、製造装置60の構成を一部、変更した装置を用いることにより、製造することが可能である。具体的には、熱電材料層形成ユニット82の吹出口部材94における防着バー108aと、熱電材料層形成ユニット86、90の吹出口部材132における防着バー134b、134cとを有さない装置を用いて、1)先述した工程a〜工程eに従い、基材フィルム12a上に第一熱電材料層が配置され、且つ、最表面層として第一熱電材料層を有する積層体を製造し、2)基材フィルム12bに対して、第一の熱電材料と第二の熱電材料とを入れ替えた工程a’〜工程e’に、更に工程b’と工程c’を実施する(工程a’→工程b’→工程c’→工程d’→工程e’→工程b’→工程c’の順に実施する)ことにより、基材フィルム12b上に第二熱電材料層が配置され、且つ、最表面層として第一熱電材料層を有する積層体を製造し、3)そのようにして得られた二つの積層体を、その最表面層同士が接するように重ね合わせて、一体化せしめた後、熱電材料の非形成部位にて切断することにより、図6等に示される如き熱電変換モジュール10が有利に得られるのである。   On the other hand, the above-described thermoelectric conversion module 10 shown in FIG. 6 and the like can be manufactured by using an apparatus in which the configuration of the manufacturing apparatus 60 is partially changed. Specifically, an apparatus that does not include the deposition preventing bar 108a in the outlet member 94 of the thermoelectric material layer forming unit 82 and the deposition bars 134b and 134c in the outlet member 132 of the thermoelectric material layer forming units 86 and 90 is provided. 1) Producing a laminated body in which the first thermoelectric material layer is arranged on the base film 12a and having the first thermoelectric material layer as the outermost surface layer in accordance with the steps a to e described above, and 2) Step b ′ and step c ′ are further performed in steps a ′ to e ′ in which the first thermoelectric material and the second thermoelectric material are replaced with respect to the base film 12b (step a ′ → step b). The second thermoelectric material layer is disposed on the base film 12b, and the outermost surface layer is formed in the order of '→ step c' → step d '→ step e' → step b '→ step c'). Producing a laminate having a first thermoelectric material layer; ) After stacking the two laminated bodies so obtained so that the outermost surface layers are in contact with each other and then integrating them, by cutting at a portion where the thermoelectric material is not formed, FIG. A thermoelectric conversion module 10 as shown is advantageously obtained.

本発明に従う熱電変換モジュールは、単独で用いられ得ることは勿論のこと、例えば、図18に示されるように複数個(図18では二個)の熱電変換モジュールを、異なる熱電材料層が直列的に接続されるように接続することによっても、使用することができる。また、本発明に従う熱電変換モジュールを、全体として長手帯状を呈し、且つ、基材フィルム上の外部接続部が幅方向に突出するように作製し、これを巻回することによって得られる巻回体(図19(a)参照)にあっても、図19(b)に示されるように、熱電変換モジュールとして使用可能である。   The thermoelectric conversion module according to the present invention can be used alone, for example, as shown in FIG. 18, a plurality (two in FIG. 18) of thermoelectric conversion modules are connected in series with different thermoelectric material layers. It can also be used by connecting to be connected to. Further, the thermoelectric conversion module according to the present invention has a longitudinal band shape as a whole, and is produced so that the external connection portion on the base film protrudes in the width direction, and the wound body obtained by winding the wound body. Even in (see FIG. 19A), as shown in FIG. 19B, it can be used as a thermoelectric conversion module.

本発明に係る熱電変換モジュールの性能を確認すべく、以下の実験を行なった。   In order to confirm the performance of the thermoelectric conversion module according to the present invention, the following experiment was conducted.

先ず、基材フィルムとしてのポリイミドフィルム(東レ・デュポン株式会社製、厚さ:25μm)と、第一の熱電材料としてのコンスタンタンと、第二の熱電材料としてのクロメルとを準備した。また、同時に、絶縁層をポリイミドの蒸着重合膜にて構成すべく、原料モノマーとして、ピロメリット酸二無水物及び4,4’−ジアミノジフェニルエーテルを準備した。   First, a polyimide film (Toray Dupont Co., Ltd., thickness: 25 μm) as a base film, constantan as a first thermoelectric material, and chromel as a second thermoelectric material were prepared. At the same time, pyromellitic dianhydride and 4,4'-diaminodiphenyl ether were prepared as raw material monomers so that the insulating layer was composed of a vapor deposition polymer film of polyimide.

−積層体iの作製−
上記した工程a〜工程eを実施した後、更に、工程b〜工程eを四回繰り返すことにより、積層体iを作製した。なお、積層体iにおける直列間距離は5mmであり、その最表面層は第一熱電材料層である。
-Production of laminate i-
After implementing the above-mentioned process a-process e, the laminated body i was produced by repeating the process b-process e four times further. In addition, the distance between series in the laminated body i is 5 mm, and the outermost surface layer is the first thermoelectric material layer.

−積層体iiの作製−
上記した工程a〜工程eであって、第一の熱電材料と第二の熱電材料とを入れ替えてなる工程a’〜工程e’を実施した後、工程b’〜工程e’を三回繰り返し、更に、工程b’〜工程c’を実施することにより、積層体iiを作製した。なお、積層体iiにおける直列間距離及び最表面層は、積層体iと同様である。
-Production of laminate ii-
Step a 'to step e' described above, in which the first thermoelectric material and the second thermoelectric material are interchanged, and after performing step a 'to step e', step b 'to step e' are repeated three times. Furthermore, the layered product ii was produced by carrying out the steps b ′ to c ′. Note that the series distance and the outermost surface layer in the laminate ii are the same as those in the laminate i.

積層体iと積層体iiの最表面層が接するように重ね合わせ、その重ね合わせた状態で巻取りロールにて100回、巻き取った。その巻取り物を、熱電材料層の非形成部位において切断し、隣接する外部接続部同士を電気的に接続せしめることにより、熱電変換モジュールとした。なお、得られた熱電変換モジュールは、1000対のコンスタンタン−クロメルを有しており、積層方向の高さ:15mm、長手方向の長さ:100mm、幅方向(温度差を設ける方向)の長さ:8mmであった。   The laminated body i and the laminated body ii were overlapped so that the outermost surface layers were in contact with each other, and the laminated body was wound up 100 times by a winding roll. The wound product was cut at a portion where the thermoelectric material layer was not formed, and the external connection portions adjacent to each other were electrically connected to obtain a thermoelectric conversion module. The obtained thermoelectric conversion module has 1000 pairs of constantan-chromel, the height in the stacking direction: 15 mm, the length in the longitudinal direction: 100 mm, and the length in the width direction (direction in which the temperature difference is provided). : 8 mm.

得られた熱電変換モジュールについて、光交流法に従って熱伝導率を測定したところ、0.68W/(m・K)であった。また、熱電変換特性は、50Kの温度差にて、3V、15mAの電流が得られたのである。   About the obtained thermoelectric conversion module, it was 0.68 W / (m * K) when the heat conductivity was measured according to the optical alternating current method. In addition, the thermoelectric conversion characteristic was that a current of 3 V and 15 mA was obtained with a temperature difference of 50K.

10 熱電変換モジュール 12 基材フィルム
14 積層部
16、26、34 第一熱電材料層
18、22、30 第二熱電材料層
40 熱電変換モジュール
42、48、52 第一熱電材料層
44、46、50 第二熱電材料層
60 製造装置
82、86、90 熱電材料層形成ユニット
84、88 絶縁層形成ユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Thermoelectric conversion module 12 Base film 14 Lamination | stacking part 16, 26, 34 1st thermoelectric material layer 18, 22, 30 2nd thermoelectric material layer 40 Thermoelectric conversion module 42, 48, 52 1st thermoelectric material layer 44, 46, 50 Second thermoelectric material layer 60 Manufacturing apparatus 82, 86, 90 Thermoelectric material layer forming unit 84, 88 Insulating layer forming unit

Claims (3)

一対の、平面四角形状の基材フィルムの間に、第一の熱電材料からなる第一熱電材料層と第二の熱電材料からなる第二熱電材料層とが、絶縁層を介して交互に積層され、且つ、絶縁層を介して隣り合う第一熱電材料層と第二熱電材料層とが接続されてなる熱電変換モジュールにして、
一の基材フィルムにおける他の一の基材フィルムに対向する側の面上に形成された、前記第一の熱電材料からなる第一熱電材料層Aと、該他の一の基材フィルムにおける該一の基材フィルムに対向する側の面上に形成された、前記第二の熱電材料からなる第二熱電材料層Bとの間に、前記第一の熱電材料からなる第一熱電材料層A’、前記第二の熱電材料からなる第二熱電材料層B’、及び蒸着重合膜からなる絶縁層のうちの少なくとも一つ以上の層より構成される積層部を有しており、
前記第一熱電材料層Aは、本体部A1と外部接続部A2とから構成されており、該本体部A1が、前記一の基材フィルムの面上における周縁部を除く部位に配置されていると共に、該外部接続部A2が、該一の基材フィルムの面上における一つの辺側の端部に、前記本体部A1から連続して延びる形態において配置されており、
前記第二熱電材料層Bは、本体部B1と外部接続部B2とから構成されており、該本体部B1が、前記他の一の基材フィルムの面上における周縁部を除く部位に配置されていると共に、該外部接続部B2が、該他の一の基材フィルムの面上における一つの辺側の端部に、前記本体部B1から連続して延びる形態において配置されており、
前記積層部は、前記第一熱電材料層Aの外部接続部A2及び前記第二熱電材料層Bの外部接続部B2を外部に露出せしめるように、前記一の基材フィルムと前記他の一の基材フィルムとの間に配置されており、
前記積層部を構成する絶縁層は、マージン部を間に挟んで両側に位置する第一絶縁層部と第二絶縁層部とから構成されており、
前記積層部を構成する第一熱電材料層A’は、該第一熱電材料層A’の直下に位置する前記絶縁層の表面における周縁部を除く部位に配置されており、
前記積層部を構成する第二熱電材料層B’は、該第二熱電材料層B’の直下に位置する前記絶縁層の表面における周縁部を除く部位に配置されており、
前記絶縁層における第一絶縁層部と第二絶縁層部との間のマージン部に、前記第一の熱電材料又は前記第二の熱電材料が導入されていることによって、前記絶縁層を介して隣り合う前記第一熱電材料層と前記第二熱電材料層とが接続されている、
ことを特徴とする熱電変換モジュール。
The first thermoelectric material layer made of the first thermoelectric material and the second thermoelectric material layer made of the second thermoelectric material are alternately stacked via the insulating layer between the pair of planar rectangular base film. And a thermoelectric conversion module in which a first thermoelectric material layer and a second thermoelectric material layer adjacent to each other are connected via an insulating layer,
The first thermoelectric material layer A made of the first thermoelectric material, formed on the surface of the one base film facing the other base film, and the other base film The first thermoelectric material layer made of the first thermoelectric material between the second thermoelectric material layer B made of the second thermoelectric material and formed on the surface on the side facing the one base film. A ′, a second thermoelectric material layer B ′ made of the second thermoelectric material, and a laminated part composed of at least one layer of an insulating layer made of a vapor deposition polymerized film,
Said 1st thermoelectric material layer A is comprised from main-body part A1 and external connection part A2, and this main-body part A1 is arrange | positioned in the site | part except the peripheral part on the surface of said one base film. In addition, the external connection portion A2 is arranged in a form continuously extending from the main body portion A1 to an end on one side on the surface of the one base film,
Said 2nd thermoelectric material layer B is comprised from main-body part B1 and external connection part B2, and this main-body part B1 is arrange | positioned in the site | part except the peripheral part on the surface of said another base film. In addition, the external connection portion B2 is arranged in a form continuously extending from the main body portion B1 at an end portion on one side on the surface of the other base film,
The one base film and the other one of the laminated portions are exposed so that the external connection portion A2 of the first thermoelectric material layer A and the external connection portion B2 of the second thermoelectric material layer B are exposed to the outside. It is arranged between the base film and
The insulating layer constituting the stacked portion is composed of a first insulating layer portion and a second insulating layer portion located on both sides with a margin portion interposed therebetween,
The first thermoelectric material layer A ′ constituting the laminated portion is disposed at a portion excluding the peripheral edge portion on the surface of the insulating layer located immediately below the first thermoelectric material layer A ′.
The second thermoelectric material layer B ′ constituting the laminated portion is disposed at a portion excluding the peripheral edge portion on the surface of the insulating layer located immediately below the second thermoelectric material layer B ′.
By introducing the first thermoelectric material or the second thermoelectric material into a margin portion between the first insulating layer portion and the second insulating layer portion in the insulating layer, the insulating layer is interposed through the insulating layer. The adjacent first thermoelectric material layer and the second thermoelectric material layer are connected,
A thermoelectric conversion module characterized by that.
前記第一熱電材料層Aが、更に付属部A3をも含んで構成されており、該付属部A3は、前記一の基材フィルムの面上における、前記本体部A1から前記外部接続部A2への延出方向反対側の部位に、該本体部A1との間にマージン部を介在させた状態で、且つ、該付属部A3における該本体部A1に対向する側面とは反対側の側面が、前記一の基材フィルムの端面より内方に位置するように、配置されており、
前記第二熱電材料層Bが、更に付属部B3をも含んで構成されており、該付属部B3は、前記他の一の基材フィルムの面上における、前記本体部B1から前記外部接続部B2への延出方向反対側の部位に、該本体部B1との間にマージン部を介在させた状態で、且つ、該付属部B3における該本体部B1に対向する側面とは反対側の側面が、前記他の一の基材フィルムの端面より内方に位置するように、配置されており、
前記第一熱電材料層A’が、該第一熱電材料層A’の直下に位置する前記絶縁層の表面における周縁部を除く部位に形成される本体部A’1と、付属部A’2とから構成されており、該付属部A’2は、前記絶縁層の表面における周縁部上に、該本体部A’1との間にマージン部を介在させた状態で、且つ、該付属部A’2における該本体部A’1に対向する側面とは反対側の側面が、前記絶縁層の端面より内方に位置するように、配置されており、
前記第二熱電材料層B’が、該第二熱電材料層B’の直下に位置する前記絶縁層の表面における周縁部を除く部位に形成される本体部B’1と、付属部B’2とから構成されており、該付属部B’2は、前記絶縁層の表面における周縁部上に、該本体部B’1との間にマージン部を介在させた状態で、且つ、該付属部B’2における該本体部B’1に対向する側面とは反対側の側面が、前記絶縁層の端面より内方に位置するように、配置されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の熱電変換モジュール。
The first thermoelectric material layer A further includes an attachment portion A3, and the attachment portion A3 extends from the main body portion A1 to the external connection portion A2 on the surface of the one base film. In a state where a margin portion is interposed between the body portion A1 and a portion on the opposite side of the extending direction, and the side surface opposite to the side surface facing the body portion A1 in the attachment portion A3, It is arranged so as to be located inward from the end face of the one base film,
The second thermoelectric material layer B further includes an appendage B3, and the appendage B3 is connected to the external connection portion from the main body B1 on the surface of the other base film. In a state where a margin portion is interposed between the main body B1 and a portion opposite to the extending direction to B2, and a side surface opposite to the side surface facing the main body portion B1 in the attachment portion B3 Is arranged so as to be located inward from the end face of the other base film,
The first thermoelectric material layer A ′ has a main body portion A′1 formed at a portion excluding the peripheral edge portion on the surface of the insulating layer located immediately below the first thermoelectric material layer A ′, and an attachment portion A′2. The attachment portion A′2 is formed on the peripheral portion of the surface of the insulating layer with a margin portion interposed between the attachment portion A′2 and the main body portion A′1. The side surface opposite to the side surface facing the main body A′1 in A′2 is disposed so as to be located inward from the end surface of the insulating layer,
The second thermoelectric material layer B ′ has a main body portion B′1 formed at a portion excluding the peripheral edge portion on the surface of the insulating layer located immediately below the second thermoelectric material layer B ′, and an attachment portion B′2. The attachment portion B′2 is formed on the peripheral portion of the surface of the insulating layer with a margin portion interposed between the attachment portion B′2 and the body portion B′1. The side surface opposite to the side surface facing the main body B′1 in B′2 is disposed so as to be located inward from the end surface of the insulating layer.
The thermoelectric conversion module according to claim 1.
請求項1に記載の熱電変換モジュールの製造方法にして、
下記工程1乃至工程5を有する製造方法に従い、又は、下記工程1乃至工程3を有する製造方法に従い、一の基材フィルム上に第一熱電材料層Aが形成されており、且つ、最表面層が、前記第一の熱電材料からなる第一熱電材料層A’又は前記第二の熱電材料からなる第二熱電材料層B’の何れかである積層体Iを準備する工程と、
下記工程1’乃至工程5’を有する製造方法に従い、又は、下記工程1’を有する製造方法に従い、他の一の基材フィルム上に第二熱電材料層Bが形成されており、且つ、最表面層が、前記積層体Iの最表面層を構成する熱電材料と同一のものにて構成されている積層体IIを準備する工程と、
前記積層体Iと積層体IIとを、それら積層体の最表面層が接するように重ね合わせて、一体化せしめる工程と、
を含む熱電変換モジュールの製造方法。
工程1:一の基材フィルムの一方の面に、第一の熱電材料からなり、本体部A1と外部 接続部A2とから構成される第一熱電材料層Aを、気相成長法に従い、該本体部 A1については該一の基材フィルム表面における周縁部を除く部位上に形成する と共に、該外部接続部A2については、該一の基材フィルム表面における一つの 辺側の端部上に、該本体部A1から連続して伸びる形態において形成する。
工程2:前記第一熱電材料層Aを形成した後、該第一熱電材料層Aが形成された前記一 の基材フィルム表面における、前記外部接続部A2側の端部を除く部位上に、第 一絶縁層部及び第二絶縁層部からなる絶縁層C1を、それら第一絶縁層部及び第 二絶縁層部がマージン部を間に挟んで両側に位置するように、蒸着重合法に従っ て形成する。
工程3:前記絶縁層C1を形成した後、該絶縁層C1表面における周縁部を除く部位上 に、第二の熱電材料からなる第二熱電材料層B’を気相成長法に従って形成する と共に、前記絶縁層C1の第一絶縁層部と第二絶縁層部との間に存在するマージ ン部に、該第二の熱電材料を導入する。
工程4:前記第二熱電材料層B’を形成した後、該第二熱電材料層B’上と、前記絶縁 層C1における該第二熱電材料層B’の非形成部位上に、第一絶縁層部及び第二 絶縁層部からなる絶縁層C2を、それら第一絶縁層部及び第二絶縁層部がマージ ン部を間に挟んで両側に位置するように、蒸着重合法に従って形成する。
工程5:前記絶縁層C2を形成した後、該絶縁層C2表面における周縁部を除く部位上 に、第一の熱電材料からなる第一熱電材料層A’を気相成長法に従って形成する と共に、前記絶縁層C2の第一絶縁層部と第二絶縁層部との間に存在するマージ ン部に、該第一の熱電材料を導入する。
工程1’:他の一の基材フィルムの一方の面に、第二の熱電材料からなり、本体部B1 と外部接続部B2とから構成される第二熱電材料層Bを、気相成長法に従い、 該本体部B1については該他の一の基材フィルム表面における周縁部を除く部 位上に形成すると共に、該外部接続部B2については、該他の一の基材フィル ム表面における一つの辺側の端部上に、該本体部B1から連続して伸びる形態 において形成する。
工程2’:前記第二熱電材料層Bを形成した後、該第二熱電材料層Bが形成された前記 他の一の基材フィルム表面における、前記外部接続部B2側の端部を除く部位 上に、第一絶縁層部及び第二絶縁層部からなる絶縁層C1’を、それら第一絶 縁層部及び第二絶縁層部がマージン部を間に挟んで両側に位置するように、蒸 着重合法に従って形成する。
工程3’:前記絶縁層C1’を形成した後、該絶縁層C1’表面における周縁部を除く 部位上に、第一の熱電材料からなる第一熱電材料層A’を気相成長法に従って 形成すると共に、前記絶縁層C1’の第一絶縁層部と第二絶縁層部との間に存 在するマージン部に、該第一の熱電材料を導入する。
工程4’:前記第一熱電材料層A’を形成した後、該第一熱電材料層A’上と、前記絶 縁層C1’における該第一熱電材料層A’の非形成部位上に、第一絶縁層部及 び第二絶縁層部からなる絶縁層C2’を、それら第一絶縁層部及び第二絶縁層 部がマージン部を間に挟んで両側に位置するように、蒸着重合法に従って形成 する。
工程5’:前記絶縁層C2’を形成した後、該絶縁層C2’表面における周縁部を除く 部位上に、第二の熱電材料からなる第二熱電材料層B’を気相成長法に従って 形成すると共に、前記絶縁層C2’の第一絶縁層部と第二絶縁層部との間に存 在するマージン部に、該第二の熱電材料を導入する。
In the manufacturing method of the thermoelectric conversion module according to claim 1,
The first thermoelectric material layer A is formed on one base film according to the manufacturing method having the following steps 1 to 5 or the manufacturing method having the following steps 1 to 3, and the outermost surface layer Preparing a laminate I that is either the first thermoelectric material layer A ′ made of the first thermoelectric material or the second thermoelectric material layer B ′ made of the second thermoelectric material;
According to the manufacturing method having the following steps 1 ′ to 5 ′ or the manufacturing method having the following step 1 ′, the second thermoelectric material layer B is formed on the other base film, and A step of preparing a laminate II, the surface layer of which is composed of the same thermoelectric material that constitutes the outermost surface layer of the laminate I;
Laminating the laminate I and the laminate II so that the outermost surface layers of the laminate are in contact with each other, and integrating them,
The manufacturing method of the thermoelectric conversion module containing this.
Step 1: A first thermoelectric material layer A made of a first thermoelectric material and composed of a main body portion A1 and an external connection portion A2 is formed on one surface of one base film according to a vapor phase growth method. The main body part A1 is formed on a part excluding the peripheral part on the surface of the one base film, and the external connection part A2 is on an end on one side of the surface of the base film. It forms in the form extended continuously from this main-body part A1.
Step 2: After forming the first thermoelectric material layer A, on the portion of the base film surface on which the first thermoelectric material layer A is formed, excluding the end on the external connection portion A2 side, The insulating layer C1 composed of the first insulating layer portion and the second insulating layer portion is subjected to a vapor deposition polymerization method so that the first insulating layer portion and the second insulating layer portion are located on both sides with a margin portion interposed therebetween. Form.
Step 3: After forming the insulating layer C1, a second thermoelectric material layer B ′ made of the second thermoelectric material is formed on the insulating layer C1 surface excluding the peripheral edge according to the vapor phase growth method. The second thermoelectric material is introduced into the marginal portion existing between the first insulating layer portion and the second insulating layer portion of the insulating layer C1.
Step 4: After forming the second thermoelectric material layer B ′, the first insulation is formed on the second thermoelectric material layer B ′ and on the non-formation portion of the second thermoelectric material layer B ′ in the insulating layer C1. The insulating layer C2 composed of the layer portion and the second insulating layer portion is formed according to the vapor deposition polymerization method so that the first insulating layer portion and the second insulating layer portion are located on both sides with the margin portion interposed therebetween.
Step 5: After the insulating layer C2 is formed, a first thermoelectric material layer A ′ made of the first thermoelectric material is formed on the insulating layer C2 surface excluding the peripheral portion according to the vapor phase growth method. The first thermoelectric material is introduced into the marginal portion existing between the first insulating layer portion and the second insulating layer portion of the insulating layer C2.
Step 1 ′: The second thermoelectric material layer B made of the second thermoelectric material and composed of the main body portion B1 and the external connection portion B2 is formed on one surface of the other base film by vapor deposition. Accordingly, the main body B1 is formed on a portion excluding the peripheral edge on the surface of the other base film, and the external connection portion B2 is formed on the surface of the other base film. It is formed in a form extending continuously from the main body B1 on one side end.
Step 2 ′: After forming the second thermoelectric material layer B, the portion excluding the end on the external connection portion B2 side on the surface of the other base film on which the second thermoelectric material layer B is formed On top, the insulating layer C1 ′ composed of the first insulating layer portion and the second insulating layer portion is arranged so that the first insulating layer portion and the second insulating layer portion are located on both sides with the margin portion interposed therebetween. It is formed according to the vapor polymerization method.
Step 3 ′: After forming the insulating layer C1 ′, a first thermoelectric material layer A ′ made of the first thermoelectric material is formed on the insulating layer C1 ′ surface excluding the peripheral edge according to the vapor phase growth method. At the same time, the first thermoelectric material is introduced into a margin portion existing between the first insulating layer portion and the second insulating layer portion of the insulating layer C1 ′.
Step 4 ′: After forming the first thermoelectric material layer A ′, on the first thermoelectric material layer A ′ and on the non-formation portion of the first thermoelectric material layer A ′ in the insulating layer C1 ′. The vapor deposition polymerization method is used to form the insulating layer C2 ′ composed of the first insulating layer portion and the second insulating layer portion so that the first insulating layer portion and the second insulating layer portion are located on both sides with the margin portion interposed therebetween. Form according to.
Step 5 ′: After forming the insulating layer C2 ′, a second thermoelectric material layer B ′ made of the second thermoelectric material is formed on the portion excluding the peripheral edge on the surface of the insulating layer C2 ′ according to the vapor phase growth method. At the same time, the second thermoelectric material is introduced into a margin portion existing between the first insulating layer portion and the second insulating layer portion of the insulating layer C2 ′.
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