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상이한 두 개의 열원 사이에 개재되어 열전발전을 이루는 기초 구조인 단위체(10)들의 집합으로 이루어지는 열전발전모듈에 있어서, 상기 단위체(10)는, 어느 하나의 열원 측에 배치되는 제 1 전극과, 다른 하나의 열원 측으로 상기 제 1 전극과 이격되어 배치되는 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극을 연결시키되, n 타입이나 p 타입의 반도체로 이루어지는 제 1 나노와이어(50)와, 상기 제 1 나노와이어(50)를 형성하는 타입과 다른 타입의 도체 또는 반도체로 이루어지고, 일측은 상기 제 1 전극 측에 연결되고, 타측은 상기 단위체(10)와 인접하는 다른 단위체의 제 2 전극 측에 연결되는 제 2 나노와이어(60)를 구비하고, 상이한 두 개의 열원 사이에 배치되는 기판(100)이 구비되고, 상기 제 2 전극 및 상기 제 1 나노와이어와 제 2 나노와이어는 상기 기판의 일면 상에 배치되되, 상기 제 1 전극은 상기 기판을 관통하여 상기 제 1 전극의 타면이 상기 기판의 타면에 노출되도록 배치되고, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 사이로 상기 기판의 일면에는 열차단 보호층이 배치되고, 상기 제 1 나노와이어(50)와 상기 제 2 나노와이어(60)는 전사 방식으로 상기 제 1 전극(20) 및 제 2 전극(30)에 연결 배치되고, 상기 제 1 나노와이어 또는 제 2 나노와이어는 포논 초크부를 구비하는 것을 특징으로 하는 열전발전모듈
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제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극은 동일 평면 상에 배치되고,상기 제 1 나노와이어(50)와 제 2 나노와이어(60) 중 어느 하나는 상기 제 1 전극(20)으로부터 연장되어 이격 배치되는 동일 단위체 내의 제 2 전극(30)과 연결되고, 다른 하나는 인접 단위체 내의 제 2 전극과 연결되고,상기 단위체(10) 중의 적어도 하나의 상기 제 1 전극 및 제 1 나노와이어(50)와 제 2 나노와이어(60)는 "ㄷ" 자 형태 형성이 가능한 것을 특징으로 하는 열전발전모듈
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제 2 항에 있어서, 상기 "ㄷ" 자 형상을 이루는 상기 제 1 전극 및 제 1 나노와이어(50)와 제 2 나노와이어(60)의 단위체를 포함하는 상기 단위체들을 기판(100) 상에 직렬 연속 배치하여 어느 하나의 열원을 포획 가능한 것을 특징으로 하는 열전발전모듈
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제 1항에 있어서, 상기 열차단 보호층은 상기 제 1 나노와이어, 상기 제 2 나노와이어 및 상기 제1 전극의 타면을 도포하는 것을 특징으로 하는 열전발전모듈
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제 5항에 있어서, 상기 열차단 보호층은: ZrO2, SiO2, Al2O3, TiO2, SiC 또는 ZrO2와 같은 세라믹 계열 재료 및 폴리머 중의 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 열전발전모듈
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제 1 항에 있어서, 상기 기판은 플렉서블 기판인 것을 특징으로 하는 열전발전모듈
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제 7 항에 있어서, 상기 플렉서블 기판은:PDMS(Poly dimethyl siloxane), 폴리이미드(Polyimide), 폴리 카보네이트(Poly carbonate), PMMA(Poly methyl methacrylate), 사이클릭 올레핀 코폴리머(COC;Cyclo olefin copolymer), 파릴린(Parylene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리실란(polysilane), 폴리실록산(polysiloxane), 폴리실라잔(polysilazane), 폴리카르보실란(polycarbosilane), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리메타크릴레이트(polymethacrylate), 폴리메틸아크릴레이트(polymethylacrylate), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리에틸아크릴레이트(polyethylacrylate), 폴리에틸메타크릴레이트 (polyethylmetacrylate), 사이클릭 올레핀 폴리머(COP), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스타이렌(PS), 폴리아세탈(POM), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에스테르설폰(PES), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리비닐리덴플로라이드(PVDF), 퍼플루오로알킬 고분자(PFA) 중 어느 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전발전모듈
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제 1 항에 있어서, 상기 포논 초크부는 50nm 이하 직경인 것을 특징으로 하는 열전발전모듈
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열전발전모듈의 제조방법에 있어서, 실리콘 웨이퍼(100) 상에 포토리소그래피 처리를 수행하여 제 1 전극을 위한 패턴(200)을 형성하는 제 1 전극 패턴 형성 단계; 상기 실리콘웨이퍼(100)상에 PDMS 기판층(300)을 형성하는 기판 형성 단계; 상기 실리콘웨이퍼(100)상에 형성된 패턴(200)을 제거하여 패턴(200)이 제거된 위치에 비아(210)를 형성하는 기판 비아 형성단계; 상기 비아(210)가 형성된 부분에만 포토리소그래피 처리를 수행하여 제 1 전극용 도전층 증착을 위한 패턴(400)을 형성하는 제1 전극 증착 패턴 단계; 상기 패턴(400) 상에 도전층을 증착시켜 제 1 전극(500)을 형성하는 제 1 전극 증착 단계; 상기 제 1 전극(500)이 증착된 상기 PDMS 기판층(300)을 실리콘 웨이퍼(100)로부터 분리시키는 기판층 분리 단계; 상기 분리된 PDMS 기판층(300)에 형성된 제 1 전극(500)에 포논 초크부를 구비하는 제 1 나노와이어(50)와 제 2 나노와이어(60)를 전사시켜 상기 제 1 전극(500)에 제 1 및 제 2 나노와이어(50,60)를 결선시키는 전사 및 결선 단계; 상기 제 1 및 제 2 나노와이어(50,60)의 타측 부분에 포토리소그래피 처리를 수행하여 제 2 전극용 도전층 증착을 위한 패턴을 형성하는 제 2 전극 증착 패턴 형성 단계; 상기 패턴 상에 도전층을 증착시켜 제 2 전극(700)을 형성하는 제 2 전극 증착 단계; 제 1 전극(500)과 제 2 전극(700) 사이에 열차단 보호층(800)을 형성하는 보호층 형성 단계; 를 포함하여 구성되어, 상기 제 2 전극 및 상기 제 1 나노와이어와 제 2 나노와이어가 상기 기판의 일면 상에 배치되되, 상기 제 1 전극이 상기 PDMS 기판층을 관통하여 상기 제 1 전극의 타면이 상기 PDMS 기판층의 타면에 노출되도록 배치시키고, 상기 제 1 나노와이어(50)와 제 2 나노와이어(60)는 다음의 단계를 거쳐서 PDMS층(1500)에 전사되는 것을 특징으로 하는 열전발전모듈의 제조방법
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제 11 항의 제조방법으로 제조된 열전발전모듈
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