[发明专利]热电元件

说明书

技术领域

本发明涉及使用薄膜的热电材料的热电元件。

背景技术

近年来在开发利用超晶格结构等高性能的热电材料，但是一般只能在基板上制作薄膜(10nm～10μm)，所以制作一般使用的热电模块还很困难。因为制作热电模块需要约1mm见方的热电材料。

专利文献1：日本特开平6-29581号公报

专利文献2：日本特开平6-188464号公报

专利文献3：日本特开平10-173110号公报

专利文献4：日本特开2002-253426号公报

因此，提出了利用薄膜热电材料的热电模块，但是存在不能形成较大的温度差、基板的热损耗大效率差、吸热量小、不易使用、制作困难等问题。并且，在由于弯曲力作用于热电模块，使得拉伸应力或压缩应力作用于热电材料的情况下，存在由于热电材料是薄膜而容易损坏的问题。

发明内容

第一发明具有：相互层叠的第1绝缘性基板(A)和第2绝缘性基板(B)；第1电极(2b)，其形成于所述第1绝缘性基板(A)的所述第2绝缘性基板(B)侧的面上；一对第2电极(3c、4c)，其形成于所述第1绝缘性基板(A)的两面并与所述第1电极(2b)分离开，通过沿所述第1绝缘性基板(A)的厚度方向延伸的通孔(7)相互连接；第1导电型热电材料(5b)，其呈薄膜状地形成于所述第1绝缘性基板(A)的所述第2绝缘性基板(B)侧的面上，并与所述第1电极(2b)和所述第2电极(3c)相接；以及一对第3电极(8b、9b)，其形成于所述第2绝缘性基板(B)的两面，通过沿该第2绝缘性基板(B)的厚度方向延伸的通孔(10)相互连接，并且形成于所述第1绝缘性基板(A)侧的一个第3电极与所述第1电极(2b)连接。

在上述发明中，当电流在第1电极(2b)和第2电极(3c)(即第2绝缘性基板(B)侧的第2电极(3c))之间流过时，在第1电极(2b)与第1导电型热电材料(5b)的界面、以及第2电极(3c)与第1导电型热电材料(5b)的界面处，由于珀尔帖效应产生吸热和散热。即，在第1导电型热电材料(5b)的两端产生与其相当的温度差。其结果，例如第1电极(2b)成为吸热侧电极，第2电极(3c)成为散热侧电极。并且，在第1绝缘性基板(A)中，形成于第2绝缘性基板(B)侧的面上的第2电极(3c)和形成于与其相反的面上的第2电极(4c)，通过通孔(7)相连接，所以第2电极(4c)也成为散热侧电极。

另一方面，形成于第2绝缘性基板(B)的第1绝缘性基板(A)侧的面上的第3电极(8b)与第1电极(2b)相连接，所以该第3电极(8b)成为吸热侧电极。并且，在第2绝缘性基板(B)中，形成于第1绝缘性基板(A)侧的面上的第3电极(8b)和形成于与其相反的面上而且在与第2绝缘性基板(B)侧相反的面上的第3电极(9b)，通过通孔(10)相连接，所以第3电极(9b)也成为吸热侧电极。

由此，实现下述形式的热电模块，即，从第1绝缘性基板(A)的一个面散热，从第2绝缘性基板(B)的一个面吸热。即，在第1绝缘性基板(A)和第2绝缘性基板(B)中，在除了相对的面之外的面上产生吸热和散热。这样，只在第1绝缘性基板(A)和第2绝缘性基板(B)之间将热电材料(5b)形成薄膜状，所以容易制作。并且，电流沿形成为薄膜状的热电材料(5b)的面内方向流过，产生温度差，所以从低温侧到高温侧的距离增大，温度差增大。并且，在第1绝缘性基板(A)和第2绝缘性基板(B)之间设有热电材料(5b)，所以与将热电材料设在表面时相比，即使在弯曲力作用于热电元件时，作用于热电材料(5b)的拉伸应力或压缩应力也变小。

第二发明是在上述第一发明中具有：第4电极(2c)，其形成于所述第1绝缘性基板(A)的所述第2绝缘性基板(B)侧的面上，并与所述第1电极(2b)和所述第2电极(3c)分离开；第2导电型热电材料(6c)，其呈薄膜状地形成于所述第1绝缘性基板(A)的所述第2绝缘性基板(B)侧的面上，并与所述第2电极(3c)和所述第4电极(2c)相接；以及一对第5电极(8c、9c)，其形成于所述第2绝缘性基板(B)的两面，通过沿该第2绝缘性基板(B)的厚度方向延伸的通孔(10)相互连接，并且形成于所述第1绝缘性基板(A)侧的一个第5电极与所述第4电极(2c)连接。