層疊型熱電轉換元件的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及層疊型熱電轉換元件。
【背景技術】
[0002] 國際專利公開第2009/001691號（專利文獻1)中公開了被稱為熱電轉換模塊的元 器件，作為基于現有技術的層疊型熱電轉換元件的一例。該熱電轉換模塊中，交替層疊P型 氧化物熱電轉換材料和η型氧化物熱電轉換材料。相鄰的p型氧化物熱電轉換材料和η型氧 化物熱電轉換材料在一部分區域中直接接合，在其它區域中隔著絕緣材料接合。制造該熱 電轉換模塊時，分別使Ρ型氧化物熱電轉換材料的片材和η型氧化物熱電轉換材料的片材成 形，在一部分區域上設置絕緣材料并且形成層疊體，燒成該層疊體。通過燒成，該層疊體被 一體燒結。在該燒結的層疊體上形成外部電極。 現有技術文獻 專利文獻
[0003] 專利文獻1:國際專利公開第2009/001691號
【發明內容】
發明所要解決的技術問題
[0004] 例如圖12所示那樣構成層疊型熱電轉換元件100。原本是一體的元件，但為了方便 說明而在中間分離表示。該例子中，上側是應該成為高溫的一側，下側是應該成為低溫的一 側。Ρ型熱電轉換材料層11和η型熱電轉換材料層12在一部分區域上隔著絕緣層13交替層 疊。絕緣層13被設置為空出一端，哪一側的端部被空出是在每一層上交替替換。ρ型熱電轉 換材料的塞貝克系數為正，η型熱電轉換材料的塞貝克系數為負。在端面上形成外部電極 14〇
[0005] 該層疊型熱電轉換元件中，如圖13所示那樣提供溫度差的情況下，在ρ型熱電轉換 材料層11中產生空穴(+ )的移動，在η型熱電轉換材料層12中產生電子(-)的移動。通過使ρ 型和η型交替以蜿蜒狀連接，從而使各層串聯連接，作為整體，電流沿著箭頭90所示的方向 流動，能根據層疊數得到較大的電動勢。這時，Ρ型熱電轉換材料和η型熱電轉換材料不隔著 絕緣層13直接接合的區域形成電流的通道。由此，直接接合的區域較窄的情況下產生高電 阻，輸出降低。
[0006] 于是，本發明的目的在于提供一種層疊型熱電轉換元件，能防止ρ型熱電轉換材料 和η型熱電轉換材料直接接合的面變窄，電阻值升高。 解決技術問題所采用的技術方案
[0007] 為了達成所述目的，基于本發明的層疊型熱電轉換元件，具有:相互相對的第一端 面以及第二端面;吸熱面，該吸熱面位于從所述第一端面的第一側的端部到達所述第二端 面的所述第一側的端部；以及放熱面，該放熱面位于從所述第一端面的所述第一側的相反 側即第二側的端部到達所述第二端面的所述第二側的端部，且與所述吸熱面相對，從連接 所述吸熱面和所述放熱面的第一側面側觀察時，P型熱電轉換材料層和η型熱電轉換材料層 部分隔著絕緣層，交替以蜿蜒狀電連接并層疊，在中間部，所述Ρ型熱電轉換材料層層疊具 有ρ型基本厚度的層，所述η型熱電轉換材料層層疊具有η型基本厚度的層，在位于最靠近所 述第一端面以及所述第二端面中任意一個的位置上的所述絕緣層的外側的所述Ρ型熱電轉 換材料層或所述η型熱電轉換材料層的厚度，與同型的熱電轉換材料層的基本厚度相比要 大。 發明效果
[0008] 根據本發明，能防止Ρ型熱電轉換材料和η型熱電轉換材料直接接合的面變窄，電 阻值升高。
【附圖說明】
[0009] 圖1是作為層疊型熱電轉換元件的一般的層疊體在滾光研磨前的狀態的剖視圖。 圖2是作為層疊型熱電轉換元件的一般的層疊體在滾光研磨后的狀態的剖視圖。 圖3是基于本發明的實施方式1中的層疊型熱電轉換元件在滾光研磨前的狀態的立體 圖。 圖4是從第一側面側觀察基于本發明的實施方式1中的層疊型熱電轉換元件的剖視圖。 圖5是基于本發明的實施方式2中的層疊型熱電轉換元件的剖視圖。 圖6是基于本發明的實施方式3中的層疊型熱電轉換元件的剖視圖。 圖7是基于本發明的實施方式4中的層疊型熱電轉換元件的剖視圖。 圖8是為了得到基于本發明的實施方式3、4中的層疊型熱電轉換元件而形成的大型層 疊體的說明圖。 圖9是實驗中在熱電轉換材料片材的表面上印刷了絕緣糊料的狀態的平面圖。 圖10是實驗中在熱電轉換材料片材的表面上印刷了 Ni糊料的狀態的平面圖。 圖11是在為了驗證本發明的效果而進行的試驗中，為了得到比較例而形成的大型層疊 體的說明圖。 圖12是基于現有技術的層疊型熱電轉換元件的說明圖。 圖13是基于現有技術的層疊型熱電轉換元件的動作的說明圖。
【具體實施方式】
[0010] 要制造層疊型熱電轉換元件的情況下，首先，分別將ρ型熱電轉換材料的片材和η 型熱電轉換材料的片材以大型尺寸成形，通過相互層疊得到層疊體。在此"大型尺寸"是指 相當于多個層疊型熱電轉換元件的尺寸。層疊體以被稱為生體的未燒成的狀態，被切割為 單個層疊型熱電轉換元件的尺寸。在該時刻，為了去除毛邊進行滾光研磨。之后，進行燒成。
[0011] 或者，也可使滾光研磨和燒成的順序顛倒。即，也可先將生體燒成之后，再為了去 除毛邊進行滾光研磨。
[0012] 通過進行滾光研磨，層疊體的角部被切削磨圓。例如圖1所示那樣通過對層疊體進 行滾光研磨，如圖2所示，將角部切削。尤其在部分22a、22b中，通過切削角部，使長度23a、 23b縮短。即，ρ型和η型的熱電轉換材料直接接合的區域的面積減小，電阻值升高。
[0013 ]發明者請眼于此，完成了本發明。 (實施方式1) 參照圖3~圖4,對基于本發明的實施方式1中的層疊型熱電轉換元件101進行說明。圖3 表示層疊型熱電轉換元件101在滾光研磨前的狀態的整體。這里為了方便說明示出了滾光 研磨前的狀態，但實際上，層疊型熱電轉換元件101通過被滾光研磨，使全部的角在一定程 度上被磨圓。
[0014] 本實施方式中的層疊型熱電轉換元件101，具有:相互相對的第一端面3以及第二 端面4;吸熱面1，該吸熱面1位于從第一端面3的第一側81的端部到達第二端面4的第一側81 的端部；以及放熱面2,該放熱面2位于從第一端面3的第一側81的相反側即第二側82的端部 到達第二端面4的第二側82的端部，且與吸熱面1相對。層疊型熱電轉換元件101具有連接吸 熱面1和放熱面2的第一側面5。圖4表示從第一側面5側觀察層疊型熱電轉換元件101的情 形。
[0015] 從連接吸熱面1和放熱面2的第一側面5側觀察時，p型熱電轉換材料層11和η型熱 電轉換材料層12通過部分隔著絕緣層13,交替地以蜿蜒狀電連接并且層疊。在中間部，ρ型 熱電轉換材料層11層疊具有Ρ型基本厚度的層，η型熱電轉換材料層12層疊具有η型基本厚 度的層。Ρ型基本厚度和η型基本厚度可以相同，也可以不同。
[0016] 在位于最靠近第一端面3以及第二端面4中任意一個的位置上的絕緣層13的外側 的Ρ型熱電轉換材料層11或η型熱電轉換材料層12的厚度，與同型的熱電轉換材料層的基本 厚度相比要大。例如，若Ρ型基本厚度為Τ1，則在位于最靠近第一端面3的位置上的絕緣層 13e的外側的ρ型熱電轉換材料層11的厚度Τ2,與同型的熱電轉換材料層的基本厚度相比要 大。即，T2>T1。
[0017] 本實施方式中，由于在位于最靠近第一端面3以及第二端面4中任意一個的位置上 的絕緣層13的外側的ρ型熱電轉換材料層11或η型熱電轉換材料層12的厚度與同型的熱電