熱電轉換設備的制作方法
【專利摘要】一種熱電轉換設備包括基板（10）和發(fā)電部（20）。發(fā)電部（20）由磁性層（21）和電極層（22）構成，磁性層（21）具有磁性，電極層（22）由顯示自旋軌道相互作用的材料制成并且形成在磁性層（21）上?；澹?0）和發(fā)電部（20）具有柔性。該熱電轉換設備進一步包括覆蓋層（90），該覆蓋層（90）具有柔性，并且形成在基板（10）上以便至少覆蓋發(fā)電部（20）。
【專利說明】熱電轉換設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于將熱能轉換為電能的設備。
【背景技術】
[0002]雖然已經積極地對于環(huán)境問題和能量問題進行努力，但是對熱電轉換技術的期望已經在這樣的情況下增長。因為熱量是從諸如體熱、太陽熱、發(fā)動機和工業(yè)排放熱的各種情況可獲得的最普通的能量源，所以期望熱電轉換在未來變得更重要，以用于在低碳經濟的能量利用上的有效增強或用于向普遍存在的終端或傳感器等的電力供應的應用。
[0003]諸如人和動物的體熱、照明設備(熒光燈和街燈)、IT設備(顯示服務器)、汽車(發(fā)動機和排氣管的外圍區(qū)域)、公共設施(廢品焚化裝置和水服務管道)、建筑物(墻壁、窗口和地板)和自然結構(植物、河流和大地)的大量熱源可以用于熱電轉換設備。在熱電轉換中，應當使得裝置與這樣的熱源緊密接觸，并且應當有效地使用所產生的溫度差。然而，大多數熱源具有曲面或不規(guī)則度。因此，期望熱電轉換設備具有柔性，使得它可以被容易地設置在具有各種形狀的熱源上。
[0004]然而，熱電轉換設備通常具有復雜結構，其中布置和彼此連接了具有p-n結的大量熱電偶。因此，考慮到可靠性等，熱電轉換設備已經難以采用柔性的結構。
[0005]作為提供柔性的熱電轉換設備的已知方法，例如，JP-A2004-104041 (專利文獻I)公開了一種使用柔性聚合物片材作為支撐構件來布置多個熱電偶的方法。而且，JP-A2003-282970 (專利文獻2)公開了一種結構，其中，經由熱絕緣體堆疊并且與電極彼此交叉鏈接的P型元件和η型元件的多個熱電轉換裝置在具有柔性聚合物片材的極板上結合。而且，JP-A2010-199276 (專利文獻3)描述了一種通過使用涂敷或印刷方法將p-η結圖案化，來形成柔性的熱電轉換設備的方法。
[0006]上述方法可以實現柔性的熱電轉換設備。盡管如此，在連接有大量熱電偶的結構中，如果即使一個接合或一條導線破損，則熱電發(fā)電的功能也受損。因此，在柔性裝置的高度可靠操作中仍然存在問題。
[0007]而且，近些年來，已經發(fā)現了自旋塞貝克效應，其當向磁性材料應用溫度梯度時產生自旋角度動量的電流(自旋電流)。JP-A2009-130070(專利文獻4)、JP-A2009-295824(專利文獻 5),Nature Materials9, 894 (2010)(非專利文獻 I)和 Appl.Phys.Lett.97，172505(2010)(非專利文獻2)示出一種結構，其中，通過自旋塞貝克效應在磁性體中感應的自旋電流被金屬電極導出為電流(電動勢)。
[0008]使用這樣的自旋塞貝克效應的熱電轉換設備的主要特征包括下述情況:熱電轉換設備可以基本上僅由磁性體和電極的接合結構形成，并且不需要復雜的熱電偶結構。因此，與具有大量熱電偶接合的傳統(tǒng)熱電轉換設備相比較，這樣的熱電轉換設備可以顯著地降低諸如上述破損的缺陷的出現概率。因此，期望這樣的熱電轉換設備作為具有高可靠性的熱電轉換設備。
[0009]然而，即使熱電轉換設備使用自旋塞貝克效應來簡化如在專利文獻4和5與非專利文獻I和2中說明的熱電轉換設備的裝置結構，在生產具有高度可靠性的柔性裝置上也仍然存在提高的空間。具體地說，
【發(fā)明者】的經驗已經披露了下述內容。在其中在基板上沉積磁膜和電極的結構的情況下，即使采用柔性基板，也在彎曲裝置時向磁膜和電極施加高的應力。結果，熱電轉換功能可能受磁膜或電極的破損和磁膜和電極的接合部分的分離等而被損害。
[0010]而且，也披露了下面的情況。如果磁膜或電極破損，則這樣的高應力被直接地施加到磁膜和電極，導致例如在磁性體和電極的接合中的自旋電流的大量散布損失。因此，可能降低熱電功率。

【發(fā)明內容】

[0011]因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種具有高可靠性的柔性熱電轉換設備。
[0012]本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于制造這樣的熱電轉換設備的方法。
[0013]根據本發(fā)明，提供了 一種熱電轉換設備，包括基板和發(fā)電部，該發(fā)電部形成在基板上用于產生熱電電力，其中，發(fā)電部包括磁性層和電極層，該磁性層具有磁性，該電極層由顯示自旋軌道相互作用的材料制成并且形成在磁性層上，基板和發(fā)電部具有柔性。熱電轉換設備進一步包括柔性覆蓋層，該柔性覆蓋層形成在基板上以便至少覆蓋發(fā)電部。
[0014]而且，根據本發(fā)明，提供了一種熱電轉換設備，進一步包括以管形式的柱狀構件，其中，基板、發(fā)電部和覆蓋層被布置在柱狀構件的外部，使得發(fā)電部的磁性層的磁化方向與柱狀構件的軸方向對齊，并且柱狀構件在其內部允許熱源或冷源流動或保留。
[0015]而且，根據本發(fā)明，提供了 一種電子裝置，包括在熱源或冷源上安裝的柔性支撐構件、在支撐構件上安裝的信號產生裝置、在支撐構件上安裝的無線發(fā)送裝置和熱電轉換設備。信號產生裝置產生電信號。無線發(fā)送裝置發(fā)送由信號產生裝置產生的電信號作為無線信號。熱電轉換設備向需要電力供應的信號產生裝置和無線發(fā)送裝置之一施加熱電電力作為電源。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是示出根據本發(fā)明的第一實施例的熱電轉換設備的透視圖。
[0017]圖2是示出本發(fā)明的第一實施例的熱電發(fā)電操作的圖。
[0018]圖3是說明在本發(fā)明的第一實施例中在彎曲時的應力負荷狀態(tài)的圖。
[0019]圖4是示出根據本發(fā)明的示例I的熱電轉換設備的透視圖。
[0020]圖5是示出根據本發(fā)明的第二實施例的熱電轉換設備的透視圖。
[0021]圖6是說明在本發(fā)明的第二實施例中的在彎曲時的應力負荷狀態(tài)的圖。
[0022]圖7是示出本發(fā)明的第二實施例的熱電發(fā)電操作的圖。
[0023]圖8是示出根據本發(fā)明的示例2的熱電轉換設備的透視圖；
[0024]圖9是示出根據本發(fā)明的第三實施例的熱電轉換設備的透視圖。
[0025]圖10是說明在本發(fā)明的第三實施例中的應力負荷狀態(tài)的圖。
[0026]圖11是示出本發(fā)明的第三實施例的熱電發(fā)電操作的圖；
[0027]圖12是示出根據本發(fā)明的示例3的熱電轉換設備的透視圖。
[0028]圖13是示出根據本發(fā)明的第四實施例的熱電轉換設備的透視圖。[0029]圖14是示出根據本發(fā)明的第四實施例的熱電轉換設備的透視圖。
[0030]圖15是示出根據本發(fā)明的第四實施例的熱電轉換設備的透視圖。
[0031]圖16是說明在本發(fā)明的第四實施例中在彎曲時的應力負荷狀態(tài)的圖。
[0032]圖17是示出本發(fā)明的第四實施例的熱電發(fā)電部的圖。
[0033]圖18是示出根據本發(fā)明的示例4的熱電轉換設備的透視圖。
[0034]圖19是示出根據本發(fā)明的第五實施例的熱電轉換設備的透視圖。
[0035]圖20是示出根據本發(fā)明的示例5的熱電轉換設備的透視圖。
[0036]圖21以(a)和(b)示出本發(fā)明的示例6的根據卷對卷方法來制造熱電轉換設備的方法的圖。
[0037]圖22是示出根據本發(fā)明的示例7的熱電轉換設備的透視圖。
[0038]圖23是示出根據本發(fā)明的示例7的變型的熱電轉換設備的透視圖。
[0039]圖24是示出根據本發(fā)明的示例8的熱電轉換設備的應用示例的圖。
【具體實施方式】
[0040]根據本發(fā)明的熱電轉換設備具有基板和發(fā)電部，該發(fā)電部形成在基板上用于產生熱電電力。發(fā)電部包括磁性層和電極層，該磁性層具有磁性，該電極層由顯示自旋軌道相互作用的材料制成，并且形成在磁性層上?；搴桶l(fā)電部具有柔性。
[0041]特別地，根據本發(fā)明的熱電轉換設備進一步包括具有柔性的覆蓋層，并且該覆蓋層形成在基板上以便至少覆蓋發(fā)電部。
[0042]具體地說，根據本發(fā)明的熱電轉換設備特征在于，在基板和覆蓋層之間插入發(fā)電部，并且基板和覆蓋層具有柔性，該發(fā)電部包括至少一個具有磁性的磁性層，以及包含顯示自旋軌道相互作用的材料的電極。優(yōu)選的是，覆蓋層的厚度在與基板的厚度相同的水平上，并且具體地說，在基板的厚度的60至150%的范圍中。
[0043]根據本發(fā)明的熱電轉換設備具有高可靠性。
[0044]根據本發(fā)明的柔性熱電轉換設備不引起磁膜或電極破損或磁膜和電極的接合部分分離，即使向熱電轉換設備施加應力。而且小，即使向熱電轉換設備施加應力，熱電電力也不減小。
[0045]而且，當向根據本發(fā)明的熱電轉換設備施加印刷處理時，可以以大面積片材的形式來封裝該裝置。因此，熱電轉換設備可以容易地被應用到各種熱源，諸如曲面和可移動部件。
[0046]S卩，利用這樣的裝置結構，不向在位于基板和覆蓋層之間的中心部分中嵌入的發(fā)電部施加高的應力。因此，即使該裝置彎曲，也大幅度地降低發(fā)電部破損的可能性。而且，在本發(fā)明的另一個實施例的發(fā)電部中，在電極上面設置第一磁性層，同時在電極下面設置第二磁性層。因此,采用在垂直方向上在磁性體之間插入電極層的垂直對稱結構。因此,在破損時涉及性能受損的最聞風險的電極可以被嵌入在當彎曲熱電轉換設備時被施加有最低應力的中央部分中。結果，可以進一步增強作為柔性裝置的熱電轉換設備的可靠性。另夕卜，在本發(fā)明的另一個實施例中，磁性層包括在空間上彼此分離的磁性層片。而且，熱電轉換設備特征也在于在多個磁性體之間嵌入具有彈性的應力吸收材料。
[0047]當在垂直平面方向上通過溫度梯度來產生電力時，磁性層不必需要是一個連續(xù)體。因此，磁性層可以被分離為多個磁性層片，并且可以在那些磁性層片之間的間隙內填充可能膨脹和收縮的有機材料等。以這種方式，可以進一步增強柔性。
[0048]<第一實施例>
[0049][配置]
[0050]接下來，將參考附圖來描述本發(fā)明的第一實施例。
[0051]參見作為用于示出根據本發(fā)明的第一實施例的熱電轉換設備的透視圖的圖1，熱電轉換設備具有多層結構，其包括:具有柔性的基板10、包括磁性層21和電極層22的發(fā)電部20，以及覆蓋層90。
[0052]有機樹脂等的柔性基板被用作基板10?？梢栽谙率銮闆r下使用諸如聚烯烴或乙烯樹脂的熱塑材料:在生產裝置時未施加強的熱量或在低溫下應用熱電轉換中。然而，在使用例如要求加熱的處理的情況下，在沉積磁性層或電極時或在應用100°c或更高的高溫下的熱電轉換中，特別優(yōu)選的是，使用由甚至在高溫下也不可能變形并且具有高熱穩(wěn)定性的樹脂材料制成的基板作為柔性基板10，如由諸如聚酰亞胺基板或聚酯基板的熱固樹脂制成的基板和丙烯酸基板。而且，可以通過使用由諸如不銹鋼(SUS)箔制成的柔性基板來增大耐熱度。柔性基板10的厚度％不限于特定值。盡管如此，當被用作柔性裝置時，考慮到方便性，厚度ts優(yōu)選地是大約10 μ m至大約300 μ m。
[0053]假定磁性層21具有在與膜表面平行的方向上的磁化。如果成員具有較低的熱導率，則它更有效地顯示熱電效應。因此，在這個實施例中，磁絕緣體被用于磁性層21。例如，可以向磁性層21應用由諸如石槽石鐵氧體(garnet ferrite)或尖晶石鐵氧體(spinelferrite)的氧化物制成的磁性材料。
[0054]通過使用金屬有機沉積方法(MOD方法)、凝膠溶膠方法或氣溶膠沉積方法(AD方法)等來在柔性基板10上沉積磁性層21。當使用由氧化物制成的磁性材料用于磁性層21時，優(yōu)選的是，磁性層21具有不大于100 μ m的厚度tm，以便顯示柔性。
[0055]而且，當具有矯頑力的磁性材料被用作磁性層21時，可以通過使用外部磁場等初始化磁性層21的磁化方向來獲得甚至在零磁場的環(huán)境中也可以操作的裝置。
[0056]電極層22包括顯示自旋軌道相互作用以便利用逆自旋霍爾效應來獲得熱電電力的材料。這樣的材料的示例包括顯示相對高程度的自旋軌道相互作用的金屬材料，諸如Au、Pt、Pd或Ir和包含這樣的金屬的合金。當諸如Cu的一般金屬電極材料被以僅大約0.5%至大約10%摻雜Au、Pt、Pd或Ir等的材料時，獲得相同的效果。
[0057]通過濺射方法、氣相沉積方法、電鍍方法、絲網印刷方法或噴墨方法來沉積電極層22。為了以高效率將自旋電流轉換為電，優(yōu)選的是，將電極的厚度至少設定為金屬材料的自旋擴散長度。例如，優(yōu)選的是，如果電極由Au制成，則將電極的厚度te設定為至少50nm。優(yōu)選的是，如果電極由Pt制成，則將電極的厚度te設定為至少10nm。當在使用熱電效應來作為電壓信號的感測應用中的片材阻抗越低時，獲得越大的熱電電力信號。因此，優(yōu)選的是，將電極的厚度設定得等于大約金屬材料的自旋擴散長度。例如，優(yōu)選的是，如果電極由Au制成，則將電極的厚度te設定為在大約50nm至大約150nm的范圍中。優(yōu)選的是，如果電極由Pt制成，則將電極的厚度te設定為在大約IOnm至大約30nm的范圍中。而且，優(yōu)選的是，將電極的厚度設定為不大于I μ m,以便顯示柔性。
[0058]將柔性有機樹脂材料等用于覆蓋層90。優(yōu)選地將適合于涂敷處理或印刷處理的材料用于覆蓋層90?？梢允褂帽┧針渲?、聚酯或聚酰亞胺等。對于在100°C或更小的低溫區(qū)域中的應用，可以使用諸如聚乙烯或聚丙烯的聚烯烴或諸如乙烯樹脂的熱塑樹脂。
[0059]如下面更詳細所述，覆蓋層90的厚度t。被設計得大約等于柔性基板10的厚度ts以便保證裝置的抗應力性。具體地，覆蓋層90的厚度t。優(yōu)選地在柔性基板10的厚度ts的60至150%的范圍中。
[0060]如上所述，對于涉及高溫加熱的處理，具有不小于覆蓋層90的熱穩(wěn)定性的材料被用作柔性基板10。在該情況下，優(yōu)選的是，應用用于熱電發(fā)電的溫度差，使得柔性基板10位于高溫側，而覆蓋層90位于低溫側。
[0061]當在根據本發(fā)明的熱電轉換設備中基板由金屬制成時，在基板上形成磁性層，在磁性層上形成電極層，并且在電極層上形成樹脂的覆蓋層。相反，可以在電極層上執(zhí)行絕緣處理后形成金屬的覆蓋層。替代地，在由金屬制成的基板上形成絕緣處理后，可以在基板上形成電極，可以在電極層上形成磁性層，并且可以在磁性層上形成樹脂或金屬的覆蓋層。
[0062][熱電電力的產生作用]
[0063]如圖2中所示，當在垂直于平面的方向上向熱電轉換設備應用溫度梯度時，通過在磁性層21中的自旋塞貝克效應來在這個溫度梯度的方向上感應角動量的電流(自旋電流)。
[0064]在磁性層21中產生的那些自旋電流流入相鄰的電極層22內。該自旋電流被電極層22中的逆自旋霍爾效應轉換為在垂直于磁性層21的磁化方向的方向上的電流(電動勢)。換句話說，從在包括磁性層21和電極22的發(fā)電部20中的施加的溫度差產生熱電電力。
[0065][用于提高可靠性(抗應力性)的措施]
[0066]為了保證柔性熱電轉換設備的裝置可靠性(抗應力性)，本發(fā)明使用下述結構，其中，需要針對彎曲應力的保護的發(fā)電部20已經被嵌入于在上覆蓋層90和下柔性基板10之間的中間部分中。特別地，柔性基板10的厚度被設定為大約與覆蓋層90的厚度相同，以便有效地吸收應力。
[0067]利用如此構造的裝置，當例如如圖3中所示彎曲裝置時，向上覆蓋層90施加拉伸應力，而向下基板10施加壓縮應力。另一方面，相對不可能向位于裝置的中央部分處的發(fā)電部20施加應力。結果，大大地減小了在彎曲時破損的風險，使得可以提供具有聞可罪性(抗應力性)的柔性熱電轉換設備。
[0068]示例 I
[0069]參見圖4，在根據本發(fā)明的示例I的熱電轉換設備中，其中Bi已經替代Y位置的一部分的釔鐵石榴石(具有成分BiY2Fe5O12 ;以下稱為BiAIG)膜被用作磁性層21。Pt被用作電極層22。在此，磁性層21 (B1:YIG膜)的厚度被設定為使得tm = 50 μ m，并且電極層22(Pt電極)的厚度被設定為使得te = 20nm。聚酰亞胺基板被用作柔性基板10，并且丙烯酸樹脂被用作覆蓋層90。柔性基板10和覆蓋層90的厚度被設定為使得ts = t。= 100 μ m。
[0070]通過AD方法來沉積由B1: YIG形成的磁性層21。作為B1: YIG材料，使用具有300nm的直徑的Bi = YIG微粒。那些Bi = YIG微粒被封裝到氣溶膠產生容器內，并且在沉積室中的保持器上固定聚酰亞胺基板10。在該狀態(tài)中，在沉積室和氣溶膠產生容器之間產生壓力差，使得通過吸嘴將B1: YIG微粒吸到沉積室內并且吹到基板10上。在基板10處的沖撞能量允許微粒被磨碎并且重新耦合，使得在基板10 (聚酰亞胺基板)上形成B1:YIG多晶。在附圖中未示出的基板臺被二維掃描以便以20 μ m的厚度在基板10上沉積均勻的磁性層21(B1: YIG 膜)。
[0071]然后，根據需要來將磁性層21的表面拋光。其后，通過濺射方法以20nm的厚度沉積電極層22 (Pt電極)。
[0072]最后，向電極層22 (Pt電極)上施加其中已經溶解了聚甲基丙烯酸甲酯作為丙烯酸材料的有機溶液，其在大約100°C的高溫下被干燥以形成覆蓋層90。
[0073]<第二實施例>
[0074]參見示出根據本發(fā)明的第二實施例的熱電轉換設備的圖5，該熱電轉換設備包括在電極層32的一個層表面上形成的第一磁性層的(下磁性層)31L和在電極層32的另一個層表面上形成的第二磁性層(上磁性層)3IU的磁性層。
[0075]磁性體、電極層32、柔性基板10和覆蓋層90等可以采用與在第一實施例中使用的相同的材料。與第一實施例相同，覆蓋層90的厚度t。被設計為幾乎等于柔性基板10的厚度ts。
[0076]具體地說，第二實施例與第一實施例不同在于，通過上磁性層31U、電極層32和下磁性層31L的多層結構來形成發(fā)電部30。那時，優(yōu)選的是，上磁性層31U具有與下磁性層31L大體相同的厚度。更具體地，上磁性層31U的厚度tmu優(yōu)選地在下磁性層31L的厚度tmi的60至150%的范圍中。
[0077]這樣的垂直對稱結構的使用與第一實施例作比較可以實現下面的性能提高。
[0078](I)因為在垂直對稱多層結構的中心嵌入電極層32，所以熱電轉換設備變得相對
于彎曲更魯棒。
[0079](2)因為在電極層32上面和下面布置磁性體，所以可以利用來自那些磁性體兩者的自旋塞貝克效應。因此，可以以更高效率來實現熱電發(fā)電。
[0080]首先，將描述上述優(yōu)點(I)的高可靠性。在其中相對于磁性層使用在垂直平面方向上的溫度梯度的情況下，即使在磁性層的一部分中產生破裂，該破裂也不顯著影響在垂直平面方向(平行于破裂表面的方向)上流動的自旋電流。因此，熱電發(fā)電性能不顯著地降低。相反，如果電極層32破損，則電路變得開路(斷開)。因此，不能導出在電極層32的面內方向上流動的電流，使得熱電轉換變得不可能。類似地，如果在電極和磁性體之間的接合界面破損或分離，則不能從磁性體導出自旋電流。因此，熱電轉換變得不可能。因此，最重要的是，保證電極層32和電極層32的界面的抗應力性以用于柔性操作。基于這樣的設計指南來配置本實施例。因為電極層32位于垂直對稱多層結構的中心處，所以如圖6中所示，減小在彎曲時向電極層32施加的應力。因此，可以降低電極破損或電路斷開的上述可能性。
[0081]而且，上述優(yōu)點(2)可以提高效率。如果如圖7中所示在垂直平面方向上向這樣的結構應用溫度梯度，則通過在上磁性層31U和下磁性層31L的每一個中的自旋塞貝克效應來感生自旋電流。那些自旋電流有助于在相鄰的電極層32中產生具有相同符號的電動勢(并且因此加強電動勢)。因此，與第一實施例作比較，可以將所獲得的熱電發(fā)電效果加倍。
[0082]示例 2
[0083]圖8示出本實施例的具體示例。B1:YIG用于下磁性層31L和上磁性層3IU的每一個，并且Pt用于電極層32。下磁性層31L和上磁性層31U (B1:YIG膜)的厚度被設定為使得tml = tmu = 50 μ m,并且電極層32 (Pt電極)的厚度被設定為使得te = 20nm。將具有100 μ m的厚度的聚酰亞胺基板用于柔性基板10，并且將具有100 μ m的厚度的丙烯酸樹脂用于覆蓋層90。例如，與在第一實施例中所述的相同的處理可以被用于制造熱電轉換設備。
[0084]<第三實施例>
[0085]參見示出根據本發(fā)明的第三實施例的熱電轉換設備的圖9，該熱電轉換設備包括在基板10上堆疊的多個發(fā)電部(下發(fā)電部40L和上發(fā)電部40U)。
[0086]S卩，該熱電轉換設備使用與上述第二實施例相同的、在電極層上面和下面布置磁性層以增強可靠性并且提高效率的基本設計方法。該熱電轉換設備與第二實施例不同在于:為了簡化裝置制造處理，通過利用導電粘結材料等，將由相同方法生產的下發(fā)電部40L和上發(fā)電部40U在其電極表面處彼此附接，來形成該熱電轉換設備。
[0087]具體地說，通過將下發(fā)電部40L的電極層42L和上發(fā)電部40U的電極層42U彼此附接在一起，將構成發(fā)電部40的下發(fā)電部40L和上發(fā)電部40U的兩個發(fā)電部聯合形成單個電極層。因此，在這個電極層的層表面之一上形成下發(fā)電部40L的磁性層41L，并且在該電極層的另一個層表面上形成上發(fā)電部40U的磁性層41U。
[0088]通過應用這樣的配置，如圖10中所示，可以與上述實施例一樣獲得不可能向電極和磁性體的接合界面施加應力的結構。而且，如圖11中所示，可以從下發(fā)電部40L和上發(fā)電部40U兩者有效地導出熱電電力。
[0089]示例 3
[0090]參見示出制造該熱電轉換設備的方法的圖12，將具有高的耐熱性的不銹鋼(SUS)箔用于柔性基板10和覆蓋層90。柔性基板10和覆蓋層90的每一個的厚度是100 μ m。利用基板10和覆蓋層90 (SUS箔)，通過下面所示的相同處理來生產下發(fā)電部40L和上發(fā)電部 40U。
[0091](I)首先，通過金屬有機沉積方法(MOD方法)來在基板10和覆蓋層90 (SUS箔)上分別沉積具有500nm的厚度的B1: YIG作為磁性層41L和41U。例如，將由Kojundo ChemicalLab有限公司制造的MOD溶液用于B1: YIG溶液。在該溶液內，以5%的濃度在乙酸酯中溶解具有適當的摩爾分數(B1:Y:Fe = 1:2:5)的磁金屬材料。通過旋涂方法(具有I，OOOrpm的旋轉速度和30秒的旋轉)將該溶液涂布到基板10和覆蓋層90 (SUS箔)上。使用150°C的熱板將基板10和覆蓋層90干燥5分鐘。然后，在600°C的高溫下在電爐中將基板10和覆蓋層90燒結14小時。因此，分別在基板10和覆蓋層90 (SUS箔)上形成具有大約500nm厚度的磁性層41L和41U (B1: YIG膜)。
[0092](2)接下來，通過絲網印刷方法，將其中已經向銅摻雜了少量的銥的、具有IOOnm厚度的CUhIrx沉積在磁性層4IL和4IU上作為電極層42L和42U。在該示例中，使用摻雜了 1%的Ir的電極材料Cua99Iratllt5 Cua99Iratll的合金被?；癁榫哂写蠹s50nm的微粒直徑的微粒、通過粘結劑被混和，并且被用作用于絲網印刷的墨水(糊)。
[0093](3 )最后，通過將電極層42L和電極層42U彼此附接，來將通過上面的處理(I)和(2)生產的下發(fā)電部40L和上發(fā)電部40U彼此固定。使用銀膏來固定，并且將其薄薄地鋪在那些電極層的界面上。
[0094]利用上面的處理，可以以高可靠性和高效率來容易地配置熱電轉換設備。
[0095]〈第四實施例〉[0096]根據本發(fā)明的第四實施例的熱電轉換設備具有包括多個磁性層片的磁性層，該多個磁性層片在層方向上分離并且在其間插入間隙部分。替代地，根據本發(fā)明的第四實施例的熱電轉換設備進一步包括嵌入在間隙部分中的、彈性材料的應力吸收層。
[0097]如上所述，在磁性層中，自旋電流在裝置的垂直平面方向上流動。因此，不必連續(xù)地連接磁性層的整個層。因此，磁性層可以由彼此分離的多個磁性體形成。而且，可以在那些磁性體之間存在間隙部分，或者，可以彼此隔離磁性體并且在其間插入彈性材料。通過在磁性層中設置這樣的適當的結構，可以進一步增強柔性。
[0098]可以取決于應用來使用布置多個磁性體的方法和隔離那些磁性體的方法的各種形式。作為這樣的結構的示例，將描述在圖13至15中圖示的形式。
[0099]參見圖13，在該熱電轉換設備中，與電極層52 —起構成發(fā)電部50的磁性層51包括在層方向上分離并且具有間隙部分512的磁性層片，該間隙部分512在磁性層51中具有“平行交叉”(未示出)的形式。在磁性層51中的間隙部分512的形狀不限于單組“平行交叉”，并且可以使用任何形狀或數量的間隙部分512，只要在熱電轉換設備的期望的偏轉形狀或期望的偏轉程度上有益。
[0100]在磁性層51的層方向上分離的多個磁性層片之間形成間隙部分512。
[0101]參見圖14，在該熱電轉換設備中，與電極層62 —起構成發(fā)電部60的磁性層61包括在層方向上分離并且具有間隙部分的磁性層片，該間隙部分在磁性層61中具有“平行交叉”(未示出)的形式。而且，該熱電轉換設備進一步包括彈性材料的應力吸收層612，該應力吸收層612被嵌入在磁性層61中的、具有“平行交叉”(未示出)的形式的間隙部分中。在磁性層61中的應力吸收層612的形狀不限于單組“平行交叉”，并且可以使用任何形狀或數量的間隙部分612，只要在熱電轉換設備的期望的偏轉形狀或期望的偏轉程度上有益。換句話說，在該熱電轉換設備中，取代在圖13中所示的熱電轉換設備的間隙部分，形成了在彎曲時能夠吸收應力的應力吸收層612。應力吸收層612由具有高彈性的材料形成。
[0102]利用在圖13或14中所示的結構，可以圍繞間隙部分的一部分或應力吸收層更容易地彎曲裝置。因此，不向磁性層片施加高的應力。因此，可以獲得具有更高柔性的熱電轉換設備。
[0103]替代地，在圖15中所示的熱電轉換設備具有發(fā)電部70，其中，如第二實施例那樣，在電極層72的兩個層表面上布置第一磁性層(下磁性層)71L和第二磁性層(上磁性層)71U。下磁性層71L和上磁性層71U的每一個包括在層方向上分離并且具有間隙部分的磁性層片，該間隙部分在磁性層中具有“平行交叉”(未示出)的形式。而且，該熱電轉換設備進一步包括彈性材料的下應力吸收層712L和上應力吸收層712U，其被嵌入在磁性層中的、具有“平行交叉”(未示出)的形式的間隙部分中。在相應的磁性層中的下應力吸收層712L和上應力吸收層712U的每一個的形狀不限于單組“平行交叉”，并且可以使用任何形狀或數量的下應力吸收層712L和上應力吸收層712U，只要在熱電轉換設備的期望的偏轉形狀或期望的偏轉程度上有益。
[0104]接下來，將更詳細地描述在圖15中所示的熱電轉換設備。下磁性層71L和上磁性層71U可以由與在第二實施例中使用的相同的磁性材料形成。因為不向多個磁性層片施加高的彎曲應力，所以下磁性層71L和上磁性層71U的厚度tmu和tml可以大于第二實施例的那些。[0105]優(yōu)選的是，使用具有高彈性的材料用于下應力吸收層712L和上應力吸收層712U。聚酯、聚丙烯或硅酮樹脂等可以被用于下應力吸收層712L和上應力吸收層712U。因此，通過使用可伸縮材料來用于下應力吸收層712L和上應力吸收層712U，即使如圖16中所示彎曲裝置，下應力吸收層712L或上應力吸收層712U的任何一個延伸，而另一個收縮。因此，可以吸收向整個裝置施加的應力。
[0106]如果如圖17中所示向這樣的結構施加溫度梯度，則如第二實施例那樣，在上磁性層和下磁性層中感應的自旋電流在電極層72中產生具有相同符號的電動勢。因此，可以實現有效的熱電轉換。
[0107]為了例示的目的，在圖16中所示的間隙部分的形狀和數量與在圖15和17中所示的那些不同。
[0108]示例 4
[0109]圖18示出該實施例的具體示例。將B1: YIG用于下磁性層7IL和上磁性層7IU的每一個。將Pt用于電極層72。下磁性層71L和上磁性層71U (B1: YIG膜)的厚度被設定為使得tml = tmu = 50 μ m,并且電極層72 (Pt電極)的厚度被設定為使得te = 20nm。具有100 μ m的厚度的聚酰亞胺基板被用作柔性基板10，具有100 μ m的厚度的丙烯酸樹脂被用作覆蓋層90，并且硅酮樹脂被用作下應力吸收層712L和上應力吸收層712U。在第一實施例中所述或將在第六實施例中所述的相同的處理可以用于制造熱電轉換設備。
[0110]〈第五實施例〉
[0111]如上所述，為了提供柔性熱電轉換設備，發(fā)電部的厚度被限于特定值或更小。然而，如果發(fā)電部具有不足的厚度，則可能難以在一些應用中向發(fā)電部應用溫度差。在這樣的情況下，可能不能獲得高度有效的熱電發(fā)電。對于這樣的應用，可以通過提供多個發(fā)電部并且在發(fā)電部之間插入柔性間隔物層來解決該問題。
[0112]參見圖19，根據本發(fā)明的第五實施例的熱電轉換設備具有在基板10上堆疊的多個發(fā)電部80A-80C。在發(fā)電部80A-80C之間形成由柔性材料制成的間隔物層85。在發(fā)電部80A-80C的每一個中，如第二實施例那樣，在電極層82的兩個層表面上布置第一磁性層(下磁性層)81L和第二磁性層(上磁性層)81U。
[0113]為了保證柔性,發(fā)電部80A-80C的每一個優(yōu)選地具有不大于100 μ m的厚度。將具有高彈性的材料用于間隔物層85。例如，諸如PET或PEN的聚酯、聚丙烯或硅酮樹脂可以被用于間隔物層85。間隔物層85優(yōu)選地具有不大于300 μ m的厚度。
[0114]利用這樣的結構，在可以以發(fā)電部80-80C的有限厚度來保證柔性的同時，可以通過多層結構來實現高度有效的熱電發(fā)電。
[0115]示例5
[0116]參見圖20，在示例5中的熱電轉換設備中，將B1:YIG用于下磁性層81L和上磁性層81U的每一個，并且將Pt用于電極層82。下磁性層81L和上磁性層81U (B1:YIG膜)的厚度被設定為使得tml = tmu = 50 μ m，并且電極層82 (Pt電極)的厚度被設定為使得te =20nm。具有100 μ m的厚度的聚酰亞胺基板被用于柔性基板10，并且具有100 μ m的厚度的丙烯酸樹脂被用于覆蓋層90。具有50 μ m的厚度的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)被用于間隔物層85。在第一實施例中所述或將在第六實施例中所述的相同的處理可以用于制造熱電轉換設備。[0117]發(fā)電部的每一個不限于在圖19和20中所示的結構?？梢匀〈厥褂迷诘谝粚嵤├偷谌龑嵤├兴龅慕Y構。
[0118]〈第六實施例〉
[0119][使用卷對卷處理的制造方法]
[0120]可以通過作為低成本大量生產技術的卷對卷處理來制造根據本發(fā)明的、具有大面積的熱電轉換設備，該技術包括:供應作為基板的卷起的膜，依序形成發(fā)電部和覆蓋層，并且然后將該膜重新卷起。根據需要以一定長度切割如此生產的卷起的熱電轉換設備以便使用。
[0121]在此，形成發(fā)電部的處理包括步驟:通過印刷方法向作為基板的膜或磁性層上涂布包含金屬的墨水，并且將該墨水干燥以形成電極層；以及，通過金屬有機沉積方法、溶膠凝膠方法或氣溶膠沉積方法來向電極層或作為基板的膜上供應包含磁性材料的流體，并且將該流體干燥以形成磁性層。
[0122]而且，形成覆蓋層的處理包括:通過印刷方法將包含樹脂的墨水涂布到作為基板的膜上以便使用該墨水至少覆蓋發(fā)電部，并且將該墨水干燥以形成覆蓋層。
[0123]示例 6
[0124]將參考圖21 Ca)和21 (b)來描述通過卷對卷處理而制造在圖14中所示的第四實施例的熱電轉換設備的方法。
[0125]在該制造方法中，在從制造線的入口端口饋送作為基板10的卷起的膜的同時，依序形成發(fā)電部60 (步驟(I)至(3))和覆蓋層90 (步驟(4))。然后，在制造線的出口端口處將該膜重新卷起。
[0126](I)通過印刷方法，向作為基板10的、由聚酰亞胺制成的膜上涂布包含Au或Pt等的墨水，并且將其干燥，使得形成電極層62。
[0127](2)通過印刷方法，在電極層62的、要在其上形成應力吸收層612的以“平行交叉”形式的區(qū)域上涂布包含彈性材料的墨水，并且將該墨水干燥，使得形成應力吸收層612。
[0128](3)通過AD方法，向電極層62的、要形成磁性層61但尚未形成應力吸收層612的區(qū)域上供應包含磁性材料的流體，并且將該流體干燥，使得形成多個磁性層片。
[0129]通過步驟(2)和(3)來形成磁性層61。而且，通過步驟(I)至(3)來形成發(fā)電部60。
[0130](4)通過印刷方法來向作為基板10的膜上涂布包含樹脂的墨水，使得使用墨水來至少覆蓋發(fā)電部60，并且將其干燥使得形成覆蓋層90。
[0131]通過步驟(4)來形成覆蓋層90。因此，通過步驟(I)至(4)來形成具有大面積的熱電轉換設備。將如此生產的熱電轉換設備重新卷起。
[0132]可以以不同的順序來執(zhí)行上述方法。在基板10上形成包括應力吸收層612和多個磁性層片的磁性層61后，可以在磁性層61上形成電極層62。然后，可以形成覆蓋層90。
[0133]〈第七實施例〉
[0134]根據本發(fā)明的柔性熱電轉換設備因為基板、發(fā)電部和覆蓋層的柔性而可以被安裝在柱狀構件的外周表面上。具體地說，根據本發(fā)明的第七實施例的熱電轉換設備進一步包括柱狀構件。
[0135]更具體地，該熱電轉換設備進一步包括以管形式的柱狀構件?；?、發(fā)電部和覆蓋層被布置為使得在管外部布置的發(fā)電部的磁性層的磁化方向與柱狀構件的柱狀構件軸方向對齊。柱狀構件允許熱源或冷源在其內部流動或保留。
[0136]示例7
[0137]參見圖22，根據本發(fā)明的示例7的熱電轉換設備進一步包括以管形式的柱狀構件7。包括基板、發(fā)電部和覆蓋層的柔性熱電轉換設備I被設置在柱狀構件7外部，使得發(fā)電部的磁性層的磁化方向與柱狀構件的軸方向對齊。柱狀構件允許熱源或冷源在其內部流動或保留。在熱電轉換裝置I的電極層中產生熱電電力，作為在柱狀構件7的圓周方向上流動的電流。
[0138]參見圖23，根據本發(fā)明的示例7的變型的熱電轉換設備也具有以管形式的柱狀構件7。包括基板、發(fā)電部和覆蓋層的柔性熱電轉換設備I’被設置在柱狀構件7外部，使得發(fā)電部的磁性層的磁化方向與柱狀構件的軸方向對齊。柱狀構件允許熱源或冷源在其內部流動或保留。在熱電轉換裝置I’的電極層中產生熱電電力，作為在柱狀構件7的圓周方向上流動的電流。具體地說，在柱狀構件7的圓周方向上以多圈來纏繞包括基板、發(fā)電部和覆蓋層的柔性熱電轉換裝置I ’。在該情況下，有效地增加熱電電力，使得可以如在第四實施例中所示的發(fā)電部30的多層結構那樣獲得高的熱電效果。為了提高在以多圈纏繞的熱電轉換設備的重疊部分之間的熱接觸，優(yōu)選的是，形成具有高熱導率的粘性構件，該粘性構件也作為在熱電轉換裝置I’的覆蓋層或基板的表面上的鎖定裝置。
[0139]如果軟套被用作柱狀構件7，則可以將熱電轉換設備安裝并且纏繞在包括人的動物的手臂、腿、頭部、軀干上。
[0140]〈第八實施例〉
[0141]本發(fā)明的第八實施例是根據本發(fā)明的熱電轉換設備的應用示例。
[0142]作為根據本發(fā)明的熱電轉換設備的應用的示例的電子裝置具有可裝卸地安裝在熱源或冷源上的柔性支撐構件，以及在支撐構件上安裝的信號產生裝置、無線發(fā)送裝置和熱電轉換設備。該信號產生裝置可操作以產生電信號。無線發(fā)送裝置可操作以發(fā)送由信號產生裝置產生的電信號作為無線信號。
[0143]熱電轉換設備向需要電力供應的信號產生裝置和無線發(fā)送裝置的一個或全部裝置(通常，至少無線發(fā)送裝置)施加作為電源的熱電電力。
[0144]因此，當在熱源或冷源上安裝支撐構件時，可以構造具有不需要外部電源的信號產生裝置和無線發(fā)送裝置的獨立電子裝置。該電子裝置可以用在難以保證或更換電源的位置處或情況下。另外，因為該電子裝置的支撐構件和熱電轉換設備是柔性的，所以該電子裝置也可以被安裝在可變體或可移動體上，諸如作為熱源或冷源的、包括人的動物的身體。同時，該電子裝置可以在它從熱源或冷源連續(xù)地接收熱能的同時正常地操作。
[0145]示例8
[0146]參見圖24，根據本發(fā)明的示例8的電子裝置是利用體熱可操作的帶型保健傳感器。
[0147]作為根據本發(fā)明的熱電轉換設備的應用示例的電子裝置具有:作為柔性支撐構件的帶8，其可裝卸地安裝作為在作為熱源的人的手臂上；柱狀溫度計2 ;脈搏計3 ;和作為信號產生裝置的血壓計4 (在這個示例中為傳感器裝置)、無線發(fā)送裝置5和作為根據本發(fā)明的熱電轉換設備的熱電轉換裝置I”。在帶8上安裝柱狀溫度計2、脈搏計3和血壓計4、無線發(fā)送裝置5和熱電轉換裝置I”。帶8具有鉤和環(huán)緊固器6，諸如Magic Tape或Velcro(注冊或未注冊商標)。取決于人的手臂的直徑而以足夠的安裝力來可裝卸地安裝保健傳感器。
[0148]熱電轉換裝置I”具有與根據本發(fā)明的熱電轉換設備大體相同的配置。具體地說，熱電轉換裝置I”具有基板和發(fā)電部。發(fā)電部包括:具有磁性的磁性層；和由顯示自旋軌道相互作用的材料制成并且形成在磁性層上的電極層。基板和發(fā)電部具有柔性。熱電轉換裝置I ”進一步包括在基板上形成使得至少覆蓋發(fā)電部的柔性覆蓋層。
[0149]柱狀溫度計2、脈搏計3和血壓計4是可操作以將體溫信息、脈搏數信息和血壓信息輸出為電信號的傳感器裝置?？梢允褂酶鶕景l(fā)明的熱電轉換設備來構成柱狀溫度計2。
[0150]無線發(fā)送裝置5經由通過使用導體印刷圖案形成的柔性導線而連接到柱狀溫度計2、脈搏計3和血壓計4。而且，無線發(fā)送裝置5具有通過使用導體印刷圖案而形成的柔性天線。無線發(fā)送裝置5根據需要暫時存儲來自柱狀溫度計2、脈搏計3和血壓計4的電信號，對該電信號執(zhí)行適當的調制，并且然后從天線將該電信號作為無線電波發(fā)送。無線發(fā)送裝置5可以是可操作以使用諸如紅外線而不是無線電波的載波介質來執(zhí)行無線電發(fā)送的裝置。在根據本發(fā)明的電子裝置中，不僅可以提供諸如無線發(fā)送裝置5的無線信號發(fā)送電路，而且可以提供無線信號接收電路。在這樣的情況下，可以使用主機裝置來實現雙向通f目。
[0151]柱狀溫度計2、脈搏計3、血壓計4和無線發(fā)送裝置5需要電力供應。同時，熱電轉換裝置I”的電極層經由通過使用導體印刷圖案形成的柔性導線而連接到要接收電力的柱狀溫度計2、脈搏計3、血壓計4和無線發(fā)送裝置5的部分。因此，作為向柱狀溫度計2、脈搏計3、血壓計4和無線發(fā)送裝置5的電源，熱電轉換設備I”施加通過使用作為熱源的人的手臂的溫度產生的熱電電力。
[0152]當該保健傳感器被圍繞手臂纏繞時，熱電轉換裝置I”基于體溫來執(zhí)行熱電發(fā)電。所產生的電力用于操作柱狀溫度計2、脈搏計3、血壓計4和無線發(fā)送裝置5。具有未示出的用于保健的無線電接收裝置的電子裝置(主裝置)接收和解調作為無線電波信號發(fā)送的體溫信息、脈搏數信息和血壓信息。因此，該電子裝置獲取體溫信息、脈搏數信息和血壓信息，并且對于該體溫信息、脈搏數信息和血壓信息進行必要的信息處理。
[0153]熱源不限于人，并且可以是諸如家畜或野生動物的動物。具體地說，野生動物具有廣闊的活動區(qū)域。不需要電源的根據本發(fā)明的電子裝置是有益，因為它可以用在難以保證或更換電源的位置處或情況下。
[0154]工業(yè)適用性
[0155]本發(fā)明不限于上述的特定實施例或示例。當然，在本發(fā)明中，可以在權利要求中描述的技術范圍內進行各種修改。
[0156]可以在下面的補充說明中描述上述示例的一些或全部。盡管如此，本發(fā)明不限于那些補充說明。
[0157](補充說明I)一種熱電轉換設備，包括基板和發(fā)電部，所述發(fā)電部形成在所述基板上，用于產生熱電電力，
[0158]其中，所述發(fā)電部包括磁性層和電極層，所述磁性層具有磁化，所述電極層由顯示自旋軌道相互作用的材料制成并且形成在所述磁性層上，[0159]其中，所述基板和所述發(fā)電部分別具有柔性，
[0160]其中，所述熱電轉換設備進一步包括覆蓋層，所述覆蓋層具有柔性，并且形成在所述基板上以便至少覆蓋所述發(fā)電部。
[0161](補充說明2)根據補充說明I所述的熱電轉換設備，其中，所述覆蓋層的厚度在所述基板的厚度的60-150%的范圍中。
[0162](補充說明3)根據補充說明I或2所述的熱電轉換設備，其中，所述磁性層具有矯頑力。
[0163](補充說明4)根據補充說明I至3的任何一項所述的熱電轉換設備，其中，所述磁性層包括形成在所述電極層的層表面中的一個上的第一磁性層和形成在所述電極層的另一個層表面上的第二磁性層。
[0164](補充說明5)根據補充說明I至4的任何一項所述的熱電轉換設備，其中，在所述基板上堆疊多個所述發(fā)電部。
[0165](補充說明6)根據補充說明5所述的熱電轉換設備，進一步包括間隔物層，所述間隔物層由柔性材料制成并且形成在所述發(fā)電部之間。
[0166](補充說明7)根據補充說明I至6的任何一項所述的熱電轉換設備，其中，所述磁性層包括磁性層片，所述磁性層片在層方向上分離并且在其間插有間隙部分。
[0167](補充說明8)根據補充說明7所述的熱電轉換設備，其中，所述熱電轉換設備進一步包括應力吸收層，所述應力吸收層由嵌入在所述間隙部分中的柔性材料形成。
[0168](補充說明9)根據補充說明I至8的任何一項所述的熱電轉換設備，其中，所述熱電轉換設備進一步包括柱狀構件，所述柱狀構件具有柱狀形狀，
[0169]其中，所述基板、所述發(fā)電部和所述覆蓋層被布置在所述柱狀構件外部，使得所述發(fā)電部的所述磁性層的磁化方向與所述柱狀構件的軸方向對齊，
[0170]其中，所述柱狀構件允許熱源或冷源在所述柱狀構件內部流動或保留。
[0171](補充說明10)根據補充說明9所述的熱電轉換設備，其中，所述基板、所述發(fā)電部和所述覆蓋層在所述柱狀構件的圓周方向上纏繞多于一圈。
[0172](補充說明11)一種電子裝置，包括安裝在熱源或冷源上的柔性支撐構件、安裝在所述支撐構件上的信號產生裝置、安裝在所述支撐構件上的無線發(fā)送裝置和根據補充說明I至10的任何一項所述的熱電轉換設備，
[0173]其中，所述信號產生裝置產生電信號，
[0174]所述無線發(fā)送裝置發(fā)送由所述信號產生裝置產生的電信號作為無線信號，并且
[0175]所述熱電轉換設備向需要電力供應的所述信號產生裝置和所述無線發(fā)送裝置中的一個或兩者施加作為電源的熱電電力。
[0176](補充說明12)根據補充說明11所述的電子裝置，其中，所述熱電轉換設備使用動物作為所述熱源或所述冷源，并且
[0177]其中，所述信號產生裝置檢測所述動物的體溫、脈搏數和血壓中的至少一個，并且產生表示檢測結果的電信號。
[0178](補充說明13)根據補充說明11或12所述的電子裝置，其中，所述無線發(fā)送裝置設置有天線，并且發(fā)送由所述信號產生裝置產生的電信號作為無線電波信號。
[0179](補充說明14)一種制造根據補充說明I至8的任何一項所述的熱電轉換設備的熱電轉換設備制造方法，所述方法包括下述處理:在鋪開卷起的膜作為所述基板的情況下，依序形成所述發(fā)電部和所述覆蓋層；并且然后重新卷起所述膜，
[0180]其中，所述發(fā)電部形成處理包括步驟:
[0181]通過印刷方法來向所述磁性層或作為所述基板的所述膜上涂布包含金屬的墨水，并且將該墨水干燥以形成所述電極層，并且
[0182]通過金屬有機沉積方法、溶膠凝膠方法或氣溶膠沉積方法來向所述電極層或作為所述基板的所述膜上供應包含磁性材料的流體，并且將該流體干燥以形成所述磁性層，并且
[0183]其中，所述覆蓋層形成處理包括步驟:
[0184]通過印刷方法將包含樹脂的墨水涂布到作為所述基板的所述膜上以便至少覆蓋所述發(fā)電部，并且將該墨水干燥以形成所述覆蓋層。
[0185](補充說明15)—種制造根據補充說明8所述的熱電轉換設備的熱電轉換設備制造方法，所述方法包括下述處理:在鋪開卷起的膜作為所述基板的情況下，依序形成所述發(fā)電部和所述覆蓋層；并且然后，重新卷起所述膜，
[0186]其中，所述發(fā)電部形成處理包括步驟:
[0187]通過印刷方法來向所述磁性層或作為所述基板的所述膜上涂布包含金屬的墨水，并且將該墨水干燥以形成所述電極層，并且
[0188]通過金屬有機沉積方法、溶膠凝膠方法或氣溶膠沉積方法來向所述電極層或作為所述基板的所述膜上供應包含磁性材料的流體，并且將該流體干燥以形成所述磁性層，并且
[0189]其中，所述磁性層形成步驟包括步驟:
[0190]通過印刷方法將包含彈性材料的墨水涂布到所述電極層或作為所述基板的所述膜的、要形成所述應力吸收層的區(qū)域上，并且將該墨水干燥以形成所述應力吸收層；并且
[0191]通過金屬有機沉積方法、溶膠凝膠方法或氣溶膠沉積方法來向所述電極層或作為所述基板的所述膜的、要形成所述磁性層而尚未形成應力吸收層的區(qū)域上供應包含磁性材料的流體，并且將該流體干燥以形成所述多個磁性層片，并且
[0192]其中，所述覆蓋層形成處理包括步驟:
[0193]通過印刷方法將包含樹脂的墨水涂布到作為所述基板的所述膜上以便至少覆蓋所述發(fā)電部，并且將該墨水干燥以形成所述覆蓋層。
[0194]本申請要求來自在2011年6月9日提交的日本專利申請N0.2011-129308的優(yōu)先權的權益，其公開通過引用被整體包含在此。
【權利要求】
1.一種熱電轉換設備，包括基板和發(fā)電部，所述發(fā)電部形成在所述基板上，用于產生熱電電力， 其中，所述發(fā)電部包括磁性層和電極層，所述磁性層具有磁化，所述電極層由顯示自旋軌道相互作用的材料制成并且形成在所述磁性層上， 其中，所述基板和所述發(fā)電部分別具有柔性， 其中，所述熱電轉換設備進一步包括覆蓋層，所述覆蓋層具有柔性，并且形成在所述基板上以便至少覆蓋所述發(fā)電部。
2.根據權利要求1所述的熱電轉換設備，其中，所述覆蓋層的厚度在所述基板的厚度的60-150%的范圍中。
3.根據權利要求1或2所述的熱電轉換設備，其中，所述磁性層具有矯頑力。
4.根據權利要求1至3的任何一項所述的熱電轉換設備，其中，所述磁性層包括形成在所述電極層的層表面中的一個上的第一磁性層和形成在所述電極層的另一個層表面上的第二磁性層。
5.根據權利要求1至4的任何一項所述的熱電轉換設備，其中，在所述基板上堆疊多個所述發(fā)電部。
6.根據權利要求5所述的熱電轉換設備，進一步包括間隔物層，所述間隔物層由柔性材料制成并且形成在所述發(fā)電部之間。
7.根據權利要求1至6的任何一項所述的熱電轉換設備，其中，所述磁性層包括在層方向上分離的磁性層片，所述磁性層片之間插入有間隙部分。
8.根據權利要求7所述的熱電轉換設備，其中，所述熱電轉換設備進一步包括應力吸收層，所述應力吸收層由嵌入在所述間隙部分中的柔性材料形成。
9.根據權利要求1至8的任何一項所述的熱電轉換設備，其中，所述熱電轉換設備進一步包括柱狀構件，所述柱狀構件具有柱狀形狀， 其中，所述基板、所述發(fā)電部和所述覆蓋層被布置在所述柱狀構件外部，使得所述發(fā)電部的所述磁性層的磁化方向與所述柱狀構件的軸方向對齊， 其中，所述柱狀構件允許熱源或冷源在所述柱狀構件內部流動或保留。
10.根據權利要求9所述的熱電轉換設備，其中，所述基板、所述發(fā)電部和所述覆蓋層在所述柱狀構件的圓周方向上纏繞多于一圈。
11.一種電子裝置，包括安裝在熱源或冷源上的柔性支撐構件、安裝在所述支撐構件上的信號產生裝置、安裝在所述支撐構件上的無線發(fā)送裝置和根據權利要求1至10的任何一項所述的熱電轉換設備， 其中，所述信號產生裝置產生電信號， 所述無線發(fā)送裝置發(fā)送由所述信號產生裝置產生的所述電信號作為無線信號，并且 所述熱電轉換設備向需要電力供應的所述信號產生裝置和所述無線發(fā)送裝置中的一個或兩者施加作為電源的熱電電力。
12.根據權利要求11所述的電子裝置，其中，所述熱電轉換設備使用動物作為所述熱源或所述冷源，并且 其中，所述信號產生裝置檢測所述動物的體溫、脈搏數和血壓中的至少一個，并且產生表示檢測結果的電信號。
13.根據權利要求11或12所述的電子裝置，其中，所述無線發(fā)送裝置設置有天線，并且發(fā)送由所述信號產生裝置產生的所述電信號作為無線電波信號。
14.一種制造根據本發(fā)明I至8的任何一項所述的熱電轉換設備的熱電轉換設備制造方法，所述方法包括以下處理:在鋪開卷起的膜作為所述基板的情況下，依序形成所述發(fā)電部和所述覆蓋層；并且然后重新卷起所述膜， 其中，所述發(fā)電部形成處理包括以下步驟: 通過印刷方法將包含金屬的墨水涂布到所述磁性層或作為所述基板的所述膜上，并且將所述墨水干燥以形成所述電極層；并且 通過金屬有機沉積方法、溶膠凝膠方法或氣溶膠沉積方法，將包含磁性材料的流體供應到所述電極層或作為所述基板的所述膜上，并且將所述流體干燥以形成所述磁性層，并且 其中，所述覆蓋層形成處理包括以下步驟: 通過印刷方法將包含樹脂的墨水涂布到作為所述基板的所述膜上以便至少覆蓋所述發(fā)電部，并且將所述墨水干燥以形成所述覆蓋層。
15.—種制造根據權利要求8所述的熱電轉換設備的熱電轉換設備制造方法,所述方法包括以下處理:在鋪開卷起的膜作為所述基板的情況下，依序形成所述發(fā)電部和所述覆蓋層；并且然后重新卷起所述膜， 其中，所述發(fā)電部形成處理包括以下步驟: 通過印刷方法將包含 金屬的墨水涂布到所述磁性層或作為所述基板的所述膜上，并且將所述墨水干燥以形成所述電極層；并且 通過金屬有機沉積方法、溶膠凝膠方法或氣溶膠沉積方法，將包含磁性材料的流體供應到所述電極層或作為所述基板的所述膜上，并且將所述流體干燥以形成所述磁性層， 其中，所述磁性層形成步驟包括以下步驟: 通過印刷方法將包含彈性材料的墨水涂布到所述電極層或作為所述基板的所述膜的、要形成所述應力吸收層的區(qū)域上，并且將所述墨水干燥以形成所述應力吸收層；并且 通過金屬有機沉積方法、溶膠凝膠方法或氣溶膠沉積方法，將包含磁性材料的流體供應到所述電極層或作為所述基板的所述膜的、要形成所述磁性層且尚未形成應力吸收層的區(qū)域上，并且將所述流體干燥以形成多個所述磁性層片，并且 其中，所述覆蓋層形成處理包括以下步驟: 通過印刷方法將包含樹脂的墨水涂布到作為所述基板的所述膜上以便至少覆蓋所述發(fā)電部，并且將所述墨水干燥以形成所述覆蓋層。
【文檔編號】H01L37/00GK103597735SQ201280027868
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年5月22日 優(yōu)先權日:2011年6月9日
【發(fā)明者】桐原明宏, 遠藤浩幸, 真子隆志, 內田健一, 齊藤英治 申請人:日本電氣株式會社, 國立大學法人東北大學