[發明專利]堆疊型熱電轉換模塊

有效

• 申請號: 201280035840.0
• 申請日: 2012-07-18
• 公開（公告）號: CN103688380B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 舟橋良次;浦田沙織;野村哲雄
• 申請（專利權）人: 獨立行政法人產業技術綜合研究所
• 主分類號: H01L35/32
• 分類號: H01L35/32;H01L35/14;H01L35/16;H01L35/22;H02N11/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 王海川,穆德駿

1.一種堆疊型熱電轉換模塊，其具有其中高溫部用模塊和低溫部用模塊堆疊的結構，

所述高溫部用模塊為包含金屬氧化物作為各熱電轉換材料的熱電轉換模塊或者包含硅基合金作為各熱電轉換材料的熱電轉換模塊，

所述低溫部用模塊為包含鉍-碲基合金作為各熱電轉換材料的熱電轉換模塊，并且

在所述高溫部用模塊和所述低溫部用模塊之間配置有柔性傳熱材料，且由柔性傳熱材料形成的層的厚度為0.5mm～2mm。

2.一種堆疊型熱電轉換模塊，其具有其中高溫部用模塊和低溫部用模塊堆疊的結構，

所述高溫部用模塊為包含金屬氧化物作為各熱電轉換材料的熱電轉換模塊或者包含硅基合金作為各熱電轉換材料的熱電轉換模塊，

所述低溫部用模塊為包含鉍-碲基合金作為各熱電轉換材料的熱電轉換模塊，

所述堆疊型熱電轉換模塊還包含配置在所述低溫部用模塊的冷卻表面側的冷卻構件，并且

在所述低溫部用模塊和所述冷卻構件之間配置有柔性傳熱材料，且由柔性傳熱材料形成的層的厚度為0.5mm～2mm。

3.根據權利要求1所述的堆疊型熱電轉換模塊，其中，

在所述低溫部用模塊的冷卻表面側配置有冷卻構件，并且在所述低溫部用模塊和所述冷卻構件之間配置有柔性傳熱材料。

4.根據權利要求1或3所述的堆疊型熱電轉換模塊，其中，

在所述高溫部用模塊和所述低溫部用模塊之間除了所述柔性傳熱材料以外還配置有金屬板。

5.根據權利要求1或2所述的堆疊型熱電轉換模塊，

所述高溫部用模塊和所述低溫部用模塊各自包含多個其中p型熱電轉換材料的一端與n型熱電轉換材料的一端電連接的熱電轉換元件，并且

所述多個熱電轉換元件通過如下方法串聯連接：一個熱電轉換元件的p型熱電轉換材料的未連接端與另一個熱電轉換元件的n型熱電轉換材料的未連接端電連接，

其中，

(i)形成高溫部用模塊的熱電轉換元件包含由式：Ca_aM_bCo₄O_c表示的復合氧化物的p型熱電轉換材料，其中M是選自Na、K、Li、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Pb、Sr、Ba、Al、Bi、Y和鑭系元素的一種以上元素，2.2≤a≤3.6，0≤b≤0.8，8≤c≤10；以及由式：Ca_1-xM¹_xMn_1-yM²_yO_z表示的復合氧化物的n型熱電轉換材料，其中M¹是選自Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Yb、Dy、Ho、Er、Tm、Tb、Lu、Sr、Ba、Al、Bi、Y和La的至少一種元素，M²是選自Ta、Nb、W和Mo的至少一種元素，并且x、y和z在0≤x≤0.5、0≤y≤0.2、2.7≤z≤3.3的范圍內；或者

形成高溫部用模塊的熱電轉換元件包含由式：Mn_1-xM^a_xSi_1.6-1.8表示的硅基合金的p型熱電轉換材料，其中M^a是選自Ti、V、Cr、Fe、Ni和Cu的一種以上元素，0≤x≤0.5；以及由式：Mn_3-xM¹_xSi_yAl_zM²_a表示的硅基合金的n型熱電轉換材料，其中M¹是選自Ti、V、Cr、Fe、Co、Ni和Cu的至少一種元素，M²是選自B、P、Ga、Ge、Sn和Bi的至少一種元素，0≤x≤3.0，3.5≤y≤4.5，2.5≤z≤3.5且0≤a≤1；并且

(ii)形成低溫部用模塊的熱電轉換元件包含由式：Bi_2-xSb_xTe₃表示的鉍-碲基合金的p型熱電轉換材料，其中0.5≤x≤1.8；以及由式：Bi₂Te_3-xSe_x表示的鉍-碲基合金的n型熱電轉換材料，其中0.01≤x≤0.3。