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公開番号2025117875
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-13
出願番号2024012841
出願日2024-01-31
発明の名称熱電変換素子及び熱電変換素子の製造方法
出願人日東電工株式会社
代理人弁理士法人青藍国際特許事務所
主分類H10N 10/17 20230101AFI20250805BHJP()
要約【課題】熱流のセンシングの感度を高める観点から有利な熱電変換素子を提供する。
【解決手段】熱電変換素子1aは、熱電変換層10と、導電層20とを備える。熱電変換層10は、導電層20は、熱電変換層10の上に配置されている。熱電変換層10及び導電層20は、特定方向(Y軸方向)に延びている。熱電変換層10の厚さ方向(Z軸方向)及び特定方向に垂直な幅方向(X軸方向)における熱電変換層10の寸法W₁₀は、導電層20の幅方向における寸法W₂₀より小さい。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
熱電変換層と、
前記熱電変換層の上に配置された導電層と、を備え、
前記熱電変換層及び前記導電層は、特定方向に延びており、
前記熱電変換層の厚さ方向及び前記特定方向に垂直な幅方向における前記熱電変換層の寸法は、前記幅方向における前記導電層の寸法より小さい、
熱電変換素子。
続きを表示（約 860 文字）【請求項２】
前記熱電変換層の前記幅方向における第一端面に接し、前記導電層によって覆われている、補強部をさらに備えている、
請求項１に記載の熱電変換素子。
【請求項３】
前記導電層の比抵抗に対する前記熱電変換層の比は１７以下である、
請求項１に記載の熱電変換素子。
【請求項４】
前記熱電変換層のゼーベック係数と前記導電層のゼーベック係数との差の絶対値は、１０μＶ／Ｋ以下である、
請求項１に記載の熱電変換素子。
【請求項５】
前記導電層の前記特定方向に垂直な断面の面積に対する前記熱電変換層の前記特定方向に垂直な断面の面積の比は、０．９５以下である、
請求項１に記載の熱電変換素子。
【請求項６】
可撓性を有し、前記熱電変換層及び前記導電層を支持する基材をさらに備えている、
請求項１に記載の熱電変換素子。
【請求項７】
前記熱電変換層は、メアンダパターンをなしている、
請求項１に記載の熱電変換素子。
【請求項８】
熱電変換層の前駆体である第一層及び前記第一層の上に配置された導電層の前駆体である第二層を備えた積層構造をエッチングすることによって、特定方向に延びている前記熱電変換層及び前記導電層を形成し、かつ、前記熱電変換層の厚さ方向及び前記特定方向に垂直な幅方向における前記熱電変換層の寸法を前記幅方向における前記導電層の寸法より小さく調整することを含む、
熱電変換素子の製造方法。
【請求項９】
前記エッチングは、前記第一層を前記厚さ方向に貫通することが完了した後に所定時間継続される、
請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記熱電変換層の前記幅方向における第一端面に接し、前記導電層によって覆われている空間を樹脂で充填して補強部を形成することをさらに含む、
請求項８に記載の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱電変換素子及び熱電変換素子の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、線状に延びている熱電変換部を備えた熱電変換素子が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、所定の導電性磁性体を含み、線状に延びている熱電変換部を備えた熱電変換素子が記載されている。この熱電変換素子は、導電体を含む接続部と、延長部とを備えている。また、この熱電変換素子において、延長部と接続部とが積層されている。もしくは、延長部と熱電変換部とが積層されている。延長部は、導電性磁性体が熱電変換部から延びること又は導電体が接続部から延びることによって形成されている。
【０００４】
非特許文献１には、異常ネルンスト効果を利用した熱流センサが記載されている。この熱流センサは、線状のＦｅ
79
Ｇａ
21
と、Ｆｅ
79
Ｇａ
21
とＮｉ
10
Ｃｕ
90
との線状の積層体とが交互に配列された構造を備えている。この構造はＰＥＴ基板上に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０２３／５４４１５号
【非特許文献】
【０００６】
Advanced Materials,（独）,2023, 2303416
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
Internet of Things(IoT)社会及びデジタルトランスフォーメーション（ＤＸ）が進むなか、機械の発熱及び体調のモニタリング等の技術分野において、熱に関するモニタリングのニーズが高まっている。また、地球環境保護の観点から不要な熱発生を抑制してエネルギー利用効率を高めることは重要であり、電気自動車（ＥＶ）用のバッテリ、熱交換器、及びモーター等の様々な技術分野において運用最適化のための熱計測を担うシステムの高度化に期待が集まっている。
【０００８】
特許文献１に記載の熱電変換素子及び非特許文献１に記載の熱流センサは、このような期待に応える技術として有望である。例えば、特許文献１に記載の熱電変換素子において、熱電変換部と接続部との電気的な接続のための接触部において高低差が生じにくく、その接触部にクラックが発生しにくい。加えて、熱電変換素子の出力に対する熱電変換部のゼーベック効果の影響が軽減されうる。熱電変換層と導電層とが積層された構造を備えた熱電変換素子にはこのような利点が存在する。熱流のセンシングおいて感度は特に重要である。一方、特許文献１及び非特許文献１に記載の技術によれば、熱流のセンシングを高める観点から再検討の余地を有している。
【０００９】
このような事情に鑑み、本発明は、熱流のセンシングの感度を高める観点から有利な熱電変換素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、
熱電変換層と、
前記熱電変換層の上に配置された導電層と、を備え、
前記熱電変換層及び前記導電層は、特定方向に延びており、
前記熱電変換層の厚さ方向及び前記特定方向に垂直な幅方向における前記熱電変換層の寸法は、前記幅方向における前記導電層の寸法より小さい、
熱電変換素子を提供する。
（【００１１】以降は省略されています）

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