KR20200108675A - Wearable structure with thermoelectric elements and method thereof - Google Patents

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Abstract

Provided is a wearable structure having a thermoelectric effect capable of increasing efficiency of thermoelectric elements. The wearable structure having a thermoelectric effect comprises: a substrate; and a plurality of thermoelectric elements disposed for a portion of the substrate. The substrate comprises: a first layer and a second layer having different heights; and a connection unit connecting the first layer and the second layer. Each of the plurality of thermoelectric elements is disposed over the first layer, the connection unit, and the second layer.

Description

열전소자를 구비한 웨어러블 구조체 및 그 제작방법{WEARABLE STRUCTURE WITH THERMOELECTRIC ELEMENTS AND METHOD THEREOF}A wearable structure with thermoelectric elements and its manufacturing method {WEARABLE STRUCTURE WITH THERMOELECTRIC ELEMENTS AND METHOD THEREOF}

본 발명은 열전소자를 구비하여 열전 효과를 갖는 웨어러블 구조체 및 그 제작방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열전소자를 3차원 플렉서블 구조로 배치한 웨어러블 구조체 및 3D 프린팅을 이용하여 이러한 3차원 구조의 웨어러블 구조체를 제작하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wearable structure having a thermoelectric element and having a thermoelectric effect, and a method of manufacturing the same, and more particularly, a wearable structure in which the thermoelectric element is arranged in a three-dimensional flexible structure and a wearable of such a three-dimensional structure using 3D printing. It relates to how to fabricate the structure.

열전소자(thermoelectric element)는 열과 전기의 상호 작용으로 나타나는 효과를 이용한 소자를 말한다. 열전소재에 전류를 흘려주면 그 양단 사이에 온도 구배가 발생하는 효과를 펠티어 효과(Peltier effect)라 하고, 역으로 열전소재의 양단에 온도 차이가 있을 때 전기가 발생하는 효과를 제벡 효과(Seebeck effect)라 한다. The thermoelectric element refers to a device that uses the effect of the interaction between heat and electricity. The effect of generating a temperature gradient between both ends of a thermoelectric material is called the Peltier effect, and conversely, the effect of generating electricity when there is a temperature difference between both ends of the thermoelectric material is called the Seebeck effect. ).

펠티어 효과를 이용하면, 냉매가 필요 없는 각종 냉각 시스템을 구현할 수 있다. 펠티어 효과를 이용한 냉각 시스템은 기존의 냉각 시스템으로는 해결하기 어려운 발열 문제를 해결하는 데에 유용할 뿐 아니라, 환경 문제를 유발하는 냉매 가스를 사용하지 않는 친환경 냉각 기술로서 활용이 가능하다. Using the Peltier effect, it is possible to implement various cooling systems that do not require a refrigerant. The cooling system using the Peltier effect is not only useful in solving heat generation problems that are difficult to solve with conventional cooling systems, but also can be utilized as an eco-friendly cooling technology that does not use refrigerant gas that causes environmental problems.

또한, 제벡 효과를 이용하면, 컴퓨터나 자동차 엔진부, 산업용 공장 등에서 발생한 열을 전기 에너지로 변환할 수 있다. 이러한 제벡 효과를 이용한 열전발전은 신재생 에너지원으로 활용될 수 있다.In addition, by using the Seebeck effect, heat generated from a computer, an automobile engine unit, or an industrial plant can be converted into electric energy. Thermoelectric power generation using the Seebeck effect can be used as a renewable energy source.

최근에는 대면적 열전소자 또는 웨어러블 열전소자에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이를 위한 폴리머 열전 소재나 플렉서블 열전 소재에 대한 논의가 활발하게 진행되고 있다. Recently, interest in large-area thermoelectric devices or wearable thermoelectric devices is increasing, and discussions on polymer thermoelectric materials or flexible thermoelectric materials for this are actively progressing.

이러한 폴리머 열전소재, 플렉서블 열전소재는 열전 무기물 대비 비독성, 저가, 대면적 열전소자를 구현하기 용이한 점 등의 장점이 있으나, 제작 방법에 따라 열전 변환 효율이 낮은 경우가 많다. These polymer thermoelectric materials and flexible thermoelectric materials have advantages such as non-toxicity, low cost, and ease of realizing large-area thermoelectric devices compared to thermoelectric inorganic materials, but thermoelectric conversion efficiency is often low depending on the manufacturing method.

또한, 일반적으로 열전소자가 2차원 구조로 배치되는 경우 온도 차이가 나는 구간이 동일 평면 상에 존재하게 되므로 실제로 웨어러블 장치로서 활용되기 어려운 문제점이 있다. In addition, in general, when the thermoelectric element is arranged in a two-dimensional structure, since the section where the temperature difference exists on the same plane, there is a problem that it is difficult to actually be used as a wearable device.

M. Scholdt, H. Do, J. Lang, A. Gall, A. Colsmann, U. Lemmer, J. D.Koenig, M. Winkler, H. Boettner, “Organic Semiconductors for Thermoelectric Applications”, Journal of Electronic Materials, Vol.39, No.9, 1589-1591(2010) M. Scholdt, H. Do, J. Lang, A. Gall, A. Colsmann, U. Lemmer, JDKoenig, M. Winkler, H. Boettner, “Organic Semiconductors for Thermoelectric Applications”, Journal of Electronic Materials, Vol. 39, No. 9, 1589-1591 (2010)

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 열전소자의 온도 차이가 나는 구간을 3차원 공간 상에 배치한 플렉서블 웨어러블 구조체의 구조와 3D 프린터를 이용하여 이와 같은 웨어러블 구조체를 제작하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was conceived to solve the problems of the prior art described above, and the structure of a flexible wearable structure in which the temperature difference of the thermoelectric element is disposed in a three-dimensional space and a wearable structure as described above are fabricated using a 3D printer. It aims to provide a way to do it.

상기 목적을 달성하기 위하여, 볼 발명의 일 측면에 따르면, 열전 효과를 갖는 웨어러블 구조체로서, 기판 및 상기 기판의 일부 위해 배치되는 복수 개의 열전소자를 포함하고, 상기 기판은 서로 다른 높이를 갖는 제1 레이어, 제2 레이어 및 상기 제1 레이어와 제2 레이어를 연결하는 연결부로 구성되고, 상기 복수 개의 열전소자 각각은 상기 제1 레이어, 상기 연결부 및 상기 제2 레이어에 걸쳐 배치되는, 웨어러블 구조체가 제공된다.In order to achieve the above object, according to an aspect of the invention of the ball, a wearable structure having a thermoelectric effect, comprising a substrate and a plurality of thermoelectric elements disposed for a portion of the substrate, wherein the substrate has a first A wearable structure comprising a layer, a second layer, and a connection portion connecting the first layer and the second layer, wherein each of the plurality of thermoelectric elements is disposed across the first layer, the connection portion, and the second layer is provided. do.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 인체에 착용되는 경우, 상기 제1 레이어는 인체에 접촉되고, 상기 제2 레이어는 공기 중에 노출될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when worn on the human body, the first layer may contact the human body and the second layer may be exposed to the air.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 레이어, 상기 연결부 및 상기 제2 레이어는 측면에서 볼 때 'Z'자 형태로 연결될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first layer, the connection part, and the second layer may be connected in a'Z' shape when viewed from the side.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 복수 개의 열전소자 각각은 열전 소재를 포함하고, 상기 열전 소재는, Bi2Te3, PbTe-Pbs, AgxBi2Te2.7Se0.3, Cu2Se, Cu2S, SnSe, PEDOT:PSS, PEDOT:Tos, PANi, PA, SWCNT, MWCNT, Bi0.5Sb1.5Te3/polyaniline, PEDOT:PSS tellurium nanowire, CNT/PVAc, CNT/PEDOT:PSS, PEI/CNT, PANi/CNT, Cu2Se/0.5wt% CNT, CNTs/Ag2Te 로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 재료로 이루어질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, each of the plurality of thermoelectric elements includes a thermoelectric material, and the thermoelectric material includes: Bi 2 Te 3 , PbTe-Pbs, Ag x Bi 2 Te 2.7 Se 0.3 , Cu 2 Se, Cu 2 S, SnSe, PEDOT:PSS, PEDOT:Tos, PANi, PA, SWCNT, MWCNT, Bi 0.5 Sb 1.5 Te 3 /polyaniline, PEDOT:PSS tellurium nanowire, CNT/PVAc, CNT/PEDOT:PSS, PEI/CNT, It may be made of one or more materials selected from the group consisting of PANi/CNT, Cu 2 Se/0.5wt% CNT, and CNTs/Ag 2 Te.

볼 발명의 다른 일 측면에 따르면, 3D 프린터를 이용하여 열전 효과를 갖는 웨어러블 구조체의 제작방법으로서, 기판 상에 열전소자를 패터닝한 2차원 구조체를 제작하는 단계, 및 상기 2차원 구조체를 접거나 굽혀서 상기 열전소자가 상기 기판의 제1 레이어, 상기 제1 레이어와 제2 레이어의 연결부 및 상기 제1 레이어와 다른 높이를 갖는 상기 제2 레이어에 걸쳐 배치되는 3차원 구조체를 제작하는 단계를 포함하는, 웨어러블 구조체의 제작방법이 제공된다.According to another aspect of the ball invention, there is provided a method for manufacturing a wearable structure having a thermoelectric effect using a 3D printer, comprising: fabricating a two-dimensional structure by patterning a thermoelectric element on a substrate, and folding or bending the two-dimensional structure Including the step of manufacturing a three-dimensional structure in which the thermoelectric element is disposed over the first layer of the substrate, the connection portion between the first layer and the second layer, and the second layer having a height different from that of the first layer, A method of manufacturing a wearable structure is provided.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 2차원 구조체를 제작하는 단계는, 상기 기판을 배치하는 단계 및 상기 3D 프린터를 이용하여 상기 기판 상에 스프레이 프린팅 방식으로 상기 열전소자를 패터닝하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the manufacturing of the two-dimensional structure may include arranging the substrate and patterning the thermoelectric element on the substrate by spray printing using the 3D printer. I can.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 2차원 구조체를 제작하는 단계는, 상기 열전소자를 다른 기판 위해 배치하는 단계, 상기 3D 프린터를 이용하여 용융된 기판을 상기 열전소자 위에 도포하는 단계 및 상기 용융된 기판이 식으면서 열전소자가 접착되면 상기 다른 기판으로부터 떼어내는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the manufacturing of the two-dimensional structure includes: arranging the thermoelectric element for another substrate, applying a molten substrate on the thermoelectric element using the 3D printer, and the melting When the thermoelectric element is adhered while the substrate is cooled, removing it from the other substrate may be included.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 열전소자는 열전 소재를 포함하고, 상기 열전 소재는, Bi2Te3, PbTe-Pbs, AgxBi2Te2.7Se0.3, Cu2Se, Cu2S, SnSe, PEDOT:PSS, PEDOT:Tos, PANi, PA, SWCNT, MWCNT, Bi0.5Sb1.5Te3/polyaniline, PEDOT:PSS tellurium nanowire, CNT/PVAc, CNT/PEDOT:PSS, PEI/CNT, PANi/CNT, Cu2Se/0.5wt% CNT, CNTs/Ag2Te 로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 재료로 이루어질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the thermoelectric element includes a thermoelectric material, and the thermoelectric material includes: Bi 2 Te 3 , PbTe-Pbs, Ag x Bi 2 Te 2.7 Se 0.3 , Cu 2 Se, Cu 2 S, SnSe, PEDOT:PSS, PEDOT:Tos, PANi, PA, SWCNT, MWCNT, Bi 0.5 Sb 1.5 Te 3 /polyaniline, PEDOT:PSS tellurium nanowire, CNT/PVAc, CNT/PEDOT:PSS, PEI/CNT, PANi/CNT , Cu 2 Se/0.5wt% CNT, CNTs/Ag 2 Te may be made of one or more materials selected from the group consisting of.

본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 장치는, 열전소자를 3차원 플렉서블 구조로 배치한 웨어러블 구조체를 제공한다. 이를 통해, 하나의 평면이 아닌 3차원 공간에 온도가 차이 나는 구간이 배치됨으로써 충분한 온도 차의 유지를 통해 열전소자의 효율을 높일 수 있다. 또한, 3D 프린터를 이용하여 이와 같은 웨어러블 구조체를 쉽고 간단하게 제작하는 방법을 제공할 수 있다.An apparatus according to various embodiments of the present disclosure provides a wearable structure in which thermoelectric elements are arranged in a three-dimensional flexible structure. Through this, since a section having a temperature difference is disposed in a three-dimensional space instead of a single plane, the efficiency of the thermoelectric element can be increased by maintaining a sufficient temperature difference. In addition, it is possible to provide an easy and simple method of manufacturing such a wearable structure using a 3D printer.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. will be.

도 1a 및 1b는 3D 프린터를 이용하여 제작한 2차원 구조체 및 2차원 구조체를 접어서 형성한 3차원 구조체를 각각 도시한다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 열전소자 구조 및 동작 원리를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스프레이 프린팅 방식에 의해 제작된 2차원 열전소자의 예를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 열전소자를 구비하여 열전 효과를 갖는 3차원 웨어러블 구조체의 구조를 도시한다.1A and 1B illustrate a 2D structure manufactured using a 3D printer and a 3D structure formed by folding the 2D structure, respectively.
2A and 2B illustrate the structure and operating principle of a thermoelectric device according to an embodiment of the present invention.
3 shows an example of a two-dimensional thermoelectric device manufactured by a spray printing method according to an embodiment of the present invention.
4 illustrates a structure of a 3D wearable structure having a thermoelectric effect with a thermoelectric device according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.In the present invention, various modifications may be made and various embodiments may be provided, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. This is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it can be understood to include all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명을 설명함에 있어서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다.In describing the present invention, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components may not be limited by the terms. These terms may be used only for the purpose of distinguishing one component from another component.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element.

“및/또는”이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함할 수 있다. The term “and/or” may include a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어” 있다거나 “직접 결합되어” 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다. On the other hand, when a component is referred to as being “directly connected” or “directly coupled” to another component, it may be understood that there is no other component in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.The terms used in the present application are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특정들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the existence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination thereof described in the specification, and one or more other specific It may be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. Unless otherwise defined, all terms, including technical or scientific terms, used herein may have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.Terms as defined in a commonly used dictionary may be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in this application, interpreted as an ideal or excessively formal meaning. May not be.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열전소자를 구비하는 웨어러블 구조체 및 3D 프린터를 이용한 그의 제작방법을 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용은 제한되지 않는다.Hereinafter, a wearable structure including a thermoelectric element according to a preferred embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same using a 3D printer will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, but this is described as an embodiment, by which the technical idea of the present invention and its core configuration and operation are not limited.

최근 3D 프린팅 소재 개발을 포함한 기술의 발달과 경제적 효용성으로 인해 3차원 물체 성형이 가능한 3D 프린터가 다양한 산업분야에 활용되면서 그 기술 수용성이 높아지고 있다. 3D 프린팅은 컴퓨터의 3차원 설계 도면을 3D 프린터로 전송하여 제품을 성형하는 방식으로, 이러한 3D 프린터의 제품성형 방식에는 수지 등의 원료를 용융한 후 노즐을 통해 압출하여 경화된 얇은 막을 쌓아가는 방식(Fused Deposition Modeling; FDM 방식), 원료를 레이저로 가열하여 소결하는 방식(Selective Laser Sintering; SLS 방식) 및 광경화성 액체 수지가 담긴 수조에 레이저를 투사하여 경화시키는 방식(Stereo Lithography Appartus; SLA 방식) 등이 있다.Recently, due to the development of technology including the development of 3D printing materials and economic effectiveness, 3D printers capable of forming 3D objects are being used in various industrial fields, and the technology acceptance is increasing. 3D printing is a method of forming a product by transmitting a 3D design drawing from a computer to a 3D printer.In this method of forming a product in a 3D printer, raw materials such as resin are melted and then extruded through a nozzle to deposit a cured thin film (Fused Deposition Modeling; FDM method), Selective Laser Sintering (SLS method) to heat raw materials with a laser, and to cure by projecting a laser onto a water tank containing photocurable liquid resin (Stereo Lithography Appartus; SLA method) Etc.

이러한 방식 중에서 필라멘트를 용융하여 적층하는 방식(FDM 방식)의 3D 프린터는 다른 3D 프린터에 비해 장치의 구조와 프로그램이 간단하고 생산단가가 저렴한데, 이러한 이유로 필라멘트를 이용하는 FDM 방식의 3D 프린터는 대형화에 유리하고 다양한 산업분야에 적용이 가능하여 가정용, 공업용으로 대중화되고 있는 추세이다.Among these methods, the 3D printer of the method of melting and laminating filaments (FDM method) has a simpler structure and program and lower production cost compared to other 3D printers. For this reason, the FDM type 3D printer using filament is It is advantageous and can be applied to various industrial fields, so it is being popularized for home and industrial use.

한편, 3D 프린터를 이용하여 3차원 구조를 제작할 때, 2차원으로 제작하여 굽히거나, 접는 방식으로 3차원 구조로 변형시켜 제작하는 시도가 이루어지고 있다. On the other hand, when manufacturing a 3D structure using a 3D printer, attempts have been made to fabricate it in two dimensions and bend it or transform it into a three-dimensional structure in a folding manner.

예를 들어, 도 1a 및 1b는 3D 프린터를 이용하여 제작한 2차원 구조체 및 2차원 구조체를 접어서 형성한 3차원 구조체를 각각 도시한다.For example, FIGS. 1A and 1B show a 2D structure manufactured using a 3D printer and a 3D structure formed by folding the 2D structure, respectively.

도 1a를 참조하면, 3D 프린터를 이용하여 평면 상에 일자로 늘어진 형태의 2차원 구조체를 제작할 수 있다. 이와 같이 제작된 2차원 구조체를 접어서 도 1b의 3차원 구조체를 제작할 수 있다. 이 때, 도 1a에 도시된 바와 같이 접히는 부분을 선택적으로 얇게 하여 쉽게 접힐 수 있도록 2차원 구조체를 제작할 수 있다. Referring to FIG. 1A, a 2D structure in a straight line on a plane may be manufactured using a 3D printer. By folding the two-dimensional structure thus produced, the three-dimensional structure of FIG. 1B may be manufactured. In this case, as shown in FIG. 1A, a two-dimensional structure may be fabricated so that the folded portion can be selectively thinned so that it can be easily folded.

상술한 3D 프린터를 이용하여 2차원 구조체를 제작하고, 이로부터 3차원 구조체를 제작하는 방법은 다양하게 활용될 수 있으며, 특히 본 발명에서 제안하는 웨어러블 열전소자의 3차원 구조체의 제작에 활용될 수 있다. The method of fabricating a two-dimensional structure using the above-described 3D printer and fabricating a three-dimensional structure from this can be used in various ways, and in particular, it can be used to fabricate a three-dimensional structure of a wearable thermoelectric device proposed in the present invention. have.

도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 열전소자 구조 및 동작 원리를 도시한다. 2A and 2B illustrate the structure and operating principle of a thermoelectric device according to an embodiment of the present invention.

도 2a를 참조하면, 열전소자는 기판(30)에 형성된 복수 개의 액티브 레이어(active layer)(10), 액티브 레이어(10) 사이를 연결하는 전극(20)을 포함하는 구조이다. Referring to FIG. 2A, the thermoelectric device has a structure including a plurality of active layers 10 formed on a substrate 30 and an electrode 20 connecting the active layers 10.

기판(10)은 용도에 따라 재료가 선택될 수 있으며, 예를 들어, 유리(glass), (열가소성 폴리우레탄(TPU), 플라스틱 등과 같은 다양한 재료가 사용될 수 있다.A material may be selected for the substrate 10 according to a use, and for example, various materials such as glass, (thermoplastic polyurethane (TPU), plastic, etc.) may be used.

액티브 레이어(10)는 열전 소재가 형성된 구간이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 열전 소재는 무기물(inorganic) 소재로서 비스무트-텔루륨(Bismuth-Tellurium) 계인 Bi2Te3, PbTe-Pbs, AgxBi2Te2.7Se0.3 등과 같은 재료, 또는 그 외 무기물 재료로서 Cu2Se, Cu2S, SnSe 등과 같은 재료가 사용될 수 있다. The active layer 10 is a section in which a thermoelectric material is formed. The thermoelectric material according to an embodiment of the present invention is a material such as Bi 2 Te 3 , PbTe-Pbs, Ag x Bi 2 Te 2.7 Se 0.3 , or the like, which is a Bismuth-Tellurium system as an inorganic material. Materials such as Cu 2 Se, Cu 2 S, SnSe, etc. may be used as the other inorganic material.

본 발명의 일 실시 예에 따른 열전 소재는 유기물(organic) 소재로서 PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)) 계인 PEDOT:PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene):polystyrene sulfonate), PEDOT:Tos(poly(3,4-ethylenedioxythiophene):tosylate) 등과 같은 재료, 또는 그 외 유기물 재료로서 PANi(polyaniline), PA(polyamide) 등과 같은 재료가 사용될 수 있다.The thermoelectric material according to an embodiment of the present invention is an organic material and is a PEDOT (poly(3,4-ethylenedioxythiophene)) based PEDOT:PSS (poly(3,4-ethylenedioxythiophene):polystyrene sulfonate), PEDOT:Tos( Materials such as poly(3,4-ethylenedioxythiophene):tosylate), or other organic materials, such as polyaniline (PANi) and polyamide (PA), may be used.

본 발명의 일 실시 예에 따른 열전 소재는 탄소나노튜브(Carbon nanotube, CNT) 소재로서 단일벽 탄소나노튜브(Single-walled carbon nanotube, SWCNT), 단일벽 탄소나노튜브(Multi-walled carbon nanotube, MWCNT) 등과 같은 재료가 사용될 수 있다.The thermoelectric material according to an embodiment of the present invention is a carbon nanotube (CNT) material, such as a single-walled carbon nanotube (SWCNT), a multi-walled carbon nanotube (MWCNT). ) And the like may be used.

본 발명의 일 실시 예에 따른 열전 소재는 무기물-유기물 하이브리드(Inorganic-Organic Hybrid) 소재로서 Bi0.5Sb1.5Te3/폴리아닐린 (polyaniline), PEDOT:PSS 텔루륨 나노와이어(tellurium nanowire) 등과 같은 재료가 사용될 수 있다.The thermoelectric material according to an embodiment of the present invention is an inorganic-organic hybrid material, such as Bi 0.5 Sb 1.5 Te 3 /polyaniline, PEDOT:PSS tellurium nanowire, etc. Can be used.

본 발명의 일 실시 예에 따른 열전 소재는 유기물-탄소나노튜브 하이브리드(Organic-CNT Hybrid) 소재로서 CNT/PVAc(polyvinyl acetate), CNT/PEDOT:PSS, PEI(polyetherimide)/CNT, PANi/CNT 등과 같은 재료가 사용될 수 있다.The thermoelectric material according to an embodiment of the present invention is an organic-carbon nanotube hybrid material, such as CNT/PVAc (polyvinyl acetate), CNT/PEDOT:PSS, PEI (polyetherimide)/CNT, PANi/CNT, etc. The same material can be used.

본 발명의 일 실시 예에 따른 열전 소재는 탄소나노튜브-무기물 하이브리드(CNT-Inorganic Hybrid) 소재로서 Cu2Se/0.5wt% CNT, CNTs/Ag2Te 등과 같은 재료가 사용될 수 있다.The thermoelectric material according to an embodiment of the present invention is a carbon nanotube-inorganic hybrid material, and a material such as Cu 2 Se/0.5wt% CNT, CNTs/Ag 2 Te, and the like may be used.

전극(20)은 다양한 재료가 선택될 수 있으며, 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 은 잉크(silver ink)가 도포되어 사용될 수 있다.Various materials may be selected for the electrode 20, and for example, as shown in FIG. 3, silver ink may be applied and used.

도 2b를 참조하면, 상술한 바와 같은 열전 소재 중 하나를 사용하여 액티브 레이어(10)를 구성하는 경우 열전소자의 동작 원리가 도시된다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 아래와 위에 온도 차이가 발생하는 경우 전자가 이동하여 전류의 흐름이 발생하게 된다. 즉, 아래와 위 부분의 온도 차에 의해 전기가 발생하게 된다. 이와 같이, 액티브 레이어(10)의 열전 소재에서 전류의 흐름이 발생하면 전극(20)을 따라 화살표 방향으로 전류가 흐르게 되고, 이러한 전류의 흐름을 에너지원으로 하는 열전소자가 동작하게 된다.Referring to FIG. 2B, when the active layer 10 is formed using one of the aforementioned thermoelectric materials, the operating principle of the thermoelectric element is illustrated. As shown in FIG. 2B, when a temperature difference occurs above and below, electrons move and current flows. That is, electricity is generated by the difference in temperature between the lower and upper parts. As described above, when a current flows in the thermoelectric material of the active layer 10, a current flows along the electrode 20 in the direction of an arrow, and a thermoelectric element using the current flow as an energy source operates.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스프레이 프린팅(spray printing) 방식에 의해 제작된 2차원 열전소자의 예를 도시한다.3 shows an example of a two-dimensional thermoelectric device manufactured by a spray printing method according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 유리 재질의 기판(30)에 PEDOT:PDD 재질의 액티브 레이어(10)를 도포하고, 액티브 레이어(10) 사이를 은 잉크의 전극(20)으로 연결하여 제작된 2차원 열전소자가 도시된다. 도 3에 도시된 바와 같이 스프레이 프린팅 방식에 의해 패터닝하여 2차원 열전소자를 제작하는 방법이 사용될 수 있다. 3, a two-dimensional thermoelectric manufactured by applying an active layer 10 made of PEDOT:PDD material to a substrate 30 made of glass, and connecting the active layers 10 with an electrode 20 of silver ink. The device is shown. As shown in FIG. 3, a method of fabricating a two-dimensional thermoelectric device by patterning by a spray printing method may be used.

일반적으로 필름 형태로 스핀 코팅(spin-coting)하거나(비교예 1, 비교예 2), 필름 형태로 스프레이 프린팅하는 방식(비교예 3)을 통해 열전소자가 제작되나, 도 3에 도시된 바와 같이 패턴 형태로 스프레이 프린팅하는 방식이 사용될 수 있다. [표 1]은 열전 소재로 PEDOT:PSS를 유리기판에 각 방식에 따라 도포하여 제작한 열전소자의 열전 성능을 제백 계수(S)에 관한 수치로서 비교한 것이다. 제백 계수는 온도 차에 의해 발생한 열기전력을 온도차로 나눈 값으로, 그 값이 클수록 작은 온도 차이에도 많은 전기를 발생시킬 수 있어 열전소자의 효율이 좋은 것으로 볼 수 있다. In general, a thermoelectric device is manufactured through spin-coating in the form of a film (Comparative Example 1, Comparative Example 2) or spray printing in the form of a film (Comparative Example 3), but as shown in FIG. A method of spray printing in pattern form may be used. [Table 1] is a comparison of the thermoelectric performance of a thermoelectric device manufactured by applying PEDOT:PSS as a thermoelectric material to a glass substrate according to each method as a numerical value for the Seebeck coefficient (S). The Seebeck coefficient is a value obtained by dividing the thermoelectric power generated by the temperature difference by the temperature difference, and the larger the value, the more electricity can be generated even at a small temperature difference, so it can be seen that the efficiency of the thermoelectric element is good.

FormForm ProcessProcess S[㎶/K]S[㎶/K] σ[S/cm]σ[S/cm] 실험예Experimental example PatternPattern Spray PrintingSpray Printing 20(4leg:80)20(4leg:80) 600600 비교예 1Comparative Example 1 FilmFilm Spin-coatingSpin-coating 13.513.5 570570 비교예 2Comparative Example 2 FilmFilm Spin-coatingSpin-coating 14.514.5 496496 비교예 3Comparative Example 3 FilmFilm Spray PrintingSpray Printing 19.419.4 787787

[표 1]에서 확인할 수 있는 바와 같이, 스프레이 프린팅 방식으로 제작된 경우 대체로 제백 계수가 큰 것을 확인할 수 있다. 스프레이 프린팅 방식을 이용하면 패터닝하기 쉽고, 큰 크기의 구조도 제작 가능하며, 두께가 수 ㎛가 되도록 얇게 도포가 가능하며, 기판 종류에 제한이 없다는 장점을 갖는다. As can be seen in [Table 1], it can be seen that the Seebaek coefficient is generally large when manufactured by spray printing. If the spray printing method is used, it is easy to pattern, and it is possible to manufacture a large-sized structure, and it can be applied as thin as several µm in thickness, and there is no limitation on the type of substrate.

본 발명의 일 실시 예에 따라, 3D 프린터를 이용한 스프레이 프린팅 방식으로 열전소자를 포함하는 2차원 구조체 제작이 가능하다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to manufacture a two-dimensional structure including a thermoelectric element by spray printing using a 3D printer.

열전소자를 2차원 구조로 제작하는 경우 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 온도 차이가 나는 구간이 하나의 평면상에 존재하므로 웨어러블 구조로 적합하지 않으며, 온도 차이를 만들기 어려운 구조가 된다. 이와 같은 2차원 구조의 문제를 해결하기 위해 본 발명에서 제안하는 열전 효과를 갖는 웨어러블 3차원 구조체가 도 4를 참조하여 설명된다. In the case of manufacturing a thermoelectric device in a two-dimensional structure, as shown in FIGS. 2 and 3, since a section having a temperature difference exists on one plane, it is not suitable as a wearable structure, and it is a structure that makes it difficult to make a temperature difference. In order to solve the problem of such a two-dimensional structure, a wearable three-dimensional structure having a thermoelectric effect proposed in the present invention will be described with reference to FIG. 4.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 열전소자를 구비하여 열전 효과를 갖는 3차원 웨어러블 구조체의 구조를 도시한다. 즉, 본 발명에서 제안하는 3차원 웨어러블 구조체는 열전 효과를 갖도록 온도 차이가 나는 영역이 3차원 공간 상에 분리되어 배치되는 구조를 갖는다. 4 illustrates a structure of a 3D wearable structure having a thermoelectric effect with a thermoelectric device according to an embodiment of the present invention. That is, the 3D wearable structure proposed by the present invention has a structure in which regions having a temperature difference are separated and disposed in a 3D space so as to have a thermoelectric effect.

도 4를 참조하면, 기판(410) 상에 복수 개의 열전소자(420)가 배치되어 열전 효과를 갖는 웨어러블 구조체를 구성한다. 열전 효과를 갖는 웨어러블 구조체는, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 레이어(401), 연결부(403) 및 제2 레이어(405)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 4, a plurality of thermoelectric elements 420 are disposed on a substrate 410 to configure a wearable structure having a thermoelectric effect. The wearable structure having a thermoelectric effect, as illustrated in FIG. 4, includes a first layer 401, a connection part 403, and a second layer 405.

본 발명의 일 실시 예에 따라, 제1 레이어(401)는 제2 레이어(405)와 공간 상에서 다른 위치를 점유하고, 연결부(403)에 의해 제1 레이어(401) 및 제2 레이어(405)가 연결된다. 예를 들어, 웨어러블 구조체가 인체에 착용되는 경우, 제1 레이어(401)는 인체에 접촉하는 부분이고 제2 레이어(405) 공기 중에 노출되는 부분일 수 있다. 이 때, 제1 레이어(401)는 인체에 접촉하여 온도가 상대적으로 높은 HOT 영역일 수 있고, 제2 레이어(405)는 온도가 상대적으로 낮은 COLD 영역일 수 있다. 이와 같이, 장착되는 경우 열전소자의 양단이 공간의 다른 평면에 위치하게 만들어 온도 차이가 생기는 환경을 구조적으로 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first layer 401 occupies a different location in space from the second layer 405, and the first layer 401 and the second layer 405 are formed by the connection part 403. Is connected. For example, when the wearable structure is worn on the human body, the first layer 401 may be a part that contacts the human body and the second layer 405 may be a part exposed to the air. In this case, the first layer 401 may be a HOT region having a relatively high temperature due to contact with the human body, and the second layer 405 may be a COLD region having a relatively low temperature. In this way, when mounted, both ends of the thermoelectric element are located on different planes of the space, thereby providing an environment in which a temperature difference occurs.

복수 개의 열전소자(420) 각각은, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 레이어(401), 연결부(403) 및 제2 레이어(405)에 걸쳐서 기판(410) 상에 형성된다. 예를 들어, 열전소자(420)가 걸쳐진 제1 레이어(401), 연결부(403) 및 제2 레이어(405)는 측면에서 볼 때 'Z'자 형태로 연결될 수 있다. 그러나 이러한 형태에 제한 되는 것은 아니며, 연결부는 곡선 형태를 갖도록 제작될 수 있다. Each of the plurality of thermoelectric elements 420 is formed on the substrate 410 over the first layer 401, the connection portion 403, and the second layer 405 as shown in FIG. 4. For example, the first layer 401, the connector 403, and the second layer 405 over which the thermoelectric element 420 is covered may be connected in a'Z' shape when viewed from the side. However, it is not limited to this shape, and the connection portion may be manufactured to have a curved shape.

상술한 실시 예들에서는 열전 효과를 갖는 웨어러블 구조체가 두 개의 레이어를 갖고 하나의 연결부에 의해 연결되는 구조를 제안하고 있으나 반드시 이에 제한되지는 않는다. 두 개 이상의 복수 개의 레이어를 갖도록 제작되어 유연성을 더욱 높일 수 있으며, 용도에 따라 다양한 변형이 가능하다. In the above-described embodiments, a structure in which a wearable structure having a thermoelectric effect has two layers and is connected by one connecting portion is proposed, but is not limited thereto. Since it is manufactured to have two or more layers, the flexibility can be further increased, and various modifications are possible according to the use.

도 4에 도시된 바와 같은 열전 효과를 갖는 웨어러블 구조체는 3D 프린터를 이용하여 제작될 수 있다. 도 4와 같은 구조의 웨어러블 구조체는, 1) 기판(410)상에 열전소자(420)를 패터닝한 2차원 구조체를 제작한 후, 2) 2차원 구조체를 접거나 굽혀서 3차원 구조체를 제작할 수 있다. 이 때, 2차원 구조체가 쉽게 접힐 수 있도록 접힐 예정 부분은 다른 부위에 비해 얇게 제작하는 등 제작이 쉽도록 설계할 수 있다. 도 4와 같이 열전소자(420)가 제1 레이어(401)부터 제2 레이어(405)까지 걸쳐서 위치하도록 하여야 HOT/COLD 영역이 분리되고 열전소자가 효율적으로 동작할 수 있다. A wearable structure having a thermoelectric effect as shown in FIG. 4 may be manufactured using a 3D printer. In the wearable structure as shown in FIG. 4, 1) a two-dimensional structure obtained by patterning the thermoelectric element 420 on a substrate 410 is fabricated, and then 2) a three-dimensional structure can be fabricated by folding or bending the two-dimensional structure. . In this case, the portion to be folded may be designed to be easy to manufacture, such as to be made thinner than other portions so that the 2D structure can be easily folded. As shown in FIG. 4, the HOT/COLD region is separated and the thermoelectric element can operate efficiently when the thermoelectric element 420 is positioned to extend from the first layer 401 to the second layer 405.

이와 같이 2차원 구조체로부터 3차원 구조체를 제작하는 방법에 있어서, 3D 프린터를 이용한 2차원 구조체의 제작 방법은 다음과 같은 두 가지 방법으로 제안된다. As described above, in a method of manufacturing a 3D structure from a 2D structure, a method of manufacturing a 2D structure using a 3D printer is proposed in the following two ways.

먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 3D 프린터를 이용한 2차원 구조체의 제작방법은, 1) 기판을 배치하고, 2) 3D 프린터를 이용하여 기판 상에 스프레이 프린팅 방식으로 열전소자를 코팅 또는 패터닝 하는 방식이다. First, a method of manufacturing a two-dimensional structure using a 3D printer according to an embodiment of the present invention includes 1) arranging a substrate, and 2) coating or patterning a thermoelectric element on the substrate by spray printing using a 3D printer. It's the way.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 3D 프린터를 이용한 2차원 구조체의 제작방법은, 1) 열전소자를 다른 기판 위에 배치하고, 2) 3D 프린터를 이용하여 용융된 기판을 열전소자 위에 도포한 후, 3) 용융된 기판이 식으면서 열전소자가 접착된 기판을 다른 기판으로부터 떼어내어 2차원 구조체를 완성하는 방식이다.A method of manufacturing a two-dimensional structure using a 3D printer according to another embodiment of the present invention includes: 1) placing a thermoelectric element on another substrate, 2) applying a melted substrate on the thermoelectric element using a 3D printer, and then 3 ) As the molten substrate cools, the substrate to which the thermoelectric element is attached is removed from other substrates to complete a two-dimensional structure.

3D 프린터를 이용하여 제작된 2차원 그래프는 기계 등을 이용한 적절한 후처리를 통해 도 4와 같이 접힌 3차원의 웨어러블에 적합한 구조로 제작될 수 있다.A two-dimensional graph produced using a 3D printer may be produced in a structure suitable for a folded three-dimensional wearable as shown in FIG. 4 through appropriate post-processing using a machine or the like.

상술한 방식 외에도 다양한 방식으로 도 4와 같은 구조체가 제작될 수 있다. 2차원 상에 열전소자를 제작하여 접거나 굽히는 방식으로 3차원 하는 방식에 의해 공정의 편의성을 높일 수 있으며, 이와 같이 생성된 3차원 구조체는 HOT/COLD 영역이 분리되어 효율적인 열전소자를 구현할 뿐 아니라 웨어러블에 적합하다.In addition to the above-described methods, the structure shown in FIG. 4 may be manufactured in various ways. The convenience of the process can be improved by manufacturing a thermoelectric device in 2D and 3D by folding or bending, and the 3D structure created in this way realizes an efficient thermoelectric device by separating the HOT/COLD area. Suitable for wearables.

상술한 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 상술한 실시 예들이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.In the above-described specific embodiments, constituent elements included in the invention are expressed in the singular or plural according to the presented specific embodiments. However, the singular or plural expression is selected appropriately for the situation presented for convenience of description, and the above-described embodiments are not limited to the singular or plural constituent elements, and even constituent elements expressed in plural are composed of the singular or However, even a component expressed in a singular number can be composed of a plurality.

한편 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 다양한 실시 예들이 내포하는 기술적 사상의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, although specific embodiments have been described in the description of the present invention, various modifications may be made without departing from the scope of the technical idea implied by various embodiments. Therefore, the scope of the present invention is limited to the described embodiments and should not be defined, and should be determined by the claims and equivalents as well as the claims to be described later.

Claims (8)

열전 효과를 갖는 웨어러블 구조체로서,
기판; 및
상기 기판의 일부 위해 배치되는 복수 개의 열전소자;를 포함하고,
상기 기판은 서로 다른 높이를 갖는 제1 레이어, 제2 레이어 및 상기 제1 레이어와 제2 레이어를 연결하는 연결부로 구성되고,
상기 복수 개의 열전소자 각각은 상기 제1 레이어, 상기 연결부 및 상기 제2 레이어에 걸쳐 배치되는, 웨어러블 구조체. As a wearable structure having a thermoelectric effect,
Board; And
Includes; a plurality of thermoelectric elements disposed for a portion of the substrate,
The substrate is composed of a first layer, a second layer having different heights, and a connection portion connecting the first layer and the second layer,
Each of the plurality of thermoelectric elements is disposed over the first layer, the connection part, and the second layer. 제1항에 있어서,
인체에 착용되는 경우,
상기 제1 레이어는 인체에 접촉되고, 상기 제2 레이어는 공기 중에 노출되는, 웨어러블 구조체.The method of claim 1,
When worn on the human body,
The first layer is in contact with a human body, and the second layer is exposed to air. 제1항에 있어서,
상기 제1 레이어, 상기 연결부 및 상기 제2 레이어는 측면에서 볼 때 'Z'자 형태로 연결되는, 웨어러블 구조체. The method of claim 1,
The first layer, the connection part, and the second layer are connected in a'Z' shape when viewed from a side. 제1항에 있어서,
상기 복수 개의 열전소자 각각은 열전 소재를 포함하고,
상기 열전 소재는, Bi2Te3, PbTe-Pbs, AgxBi2Te2.7Se0.3, Cu2Se, Cu2S, SnSe, PEDOT:PSS, PEDOT:Tos, PANi, PA, SWCNT, MWCNT, Bi0.5Sb1.5Te3/polyaniline, PEDOT:PSS tellurium nanowire, CNT/PVAc, CNT/PEDOT:PSS, PEI/CNT, PANi/CNT, Cu2Se/0.5wt% CNT, CNTs/Ag2Te 로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 재료로 이루어진, 웨어러블 구조체. The method of claim 1,
Each of the plurality of thermoelectric elements includes a thermoelectric material,
The thermoelectric material is Bi 2 Te 3 , PbTe-Pbs, Ag x Bi 2 Te 2.7 Se 0.3 , Cu 2 Se, Cu 2 S, SnSe, PEDOT:PSS, PEDOT:Tos, PANi, PA, SWCNT, MWCNT, Bi 0.5 Sb 1.5 Te 3 /polyaniline, PEDOT:PSS tellurium nanowire, CNT/PVAc, CNT/PEDOT:PSS, PEI/CNT, PANi/CNT, Cu 2 Se/0.5 wt% CNT, CNTs/Ag 2 Te A wearable structure made of one or more selected materials. 3D 프린터를 이용하여 열전 효과를 갖는 웨어러블 구조체의 제작방법으로서,
기판 상에 열전소자를 패터닝한 2차원 구조체를 제작하는 단계; 및
상기 2차원 구조체를 접거나 굽혀서 상기 열전소자가 상기 기판의 제1 레이어, 상기 제1 레이어와 제2 레이어의 연결부 및 상기 제1 레이어와 다른 높이를 갖는 상기 제2 레이어에 걸쳐 배치되는 3차원 구조체를 제작하는 단계;를 포함하는, 웨어러블 구조체의 제작방법.As a method of manufacturing a wearable structure having a thermoelectric effect using a 3D printer,
Fabricating a two-dimensional structure by patterning a thermoelectric element on a substrate; And
A three-dimensional structure in which the thermoelectric element is disposed over a first layer of the substrate, a connection portion between the first layer and the second layer, and the second layer having a height different from that of the first layer by folding or bending the two-dimensional structure A method of manufacturing a wearable structure including; 제5항에 있어서,
상기 2차원 구조체를 제작하는 단계는,
상기 기판을 배치하는 단계; 및
상기 3D 프린터를 이용하여 상기 기판 상에 스프레이 프린팅 방식으로 상기 열전소자를 패터닝하는 단계;를 포함하는, 웨어러블 구조체의 제작방법.The method of claim 5,
The step of manufacturing the two-dimensional structure,
Placing the substrate; And
Including, a method of manufacturing a wearable structure, the step of patterning the thermoelectric element by spray printing on the substrate using the 3D printer. 제5항에 있어서,
상기 2차원 구조체를 제작하는 단계는,
상기 열전소자를 다른 기판 위해 배치하는 단계;
상기 3D 프린터를 이용하여 용융된 기판을 상기 열전소자 위에 도포하는 단계; 및
상기 용융된 기판이 식으면서 열전소자가 접착되면 상기 다른 기판으로부터 떼어내는 단계;를 포함하는, 웨어러블 구조체의 제작방법.The method of claim 5,
The step of manufacturing the two-dimensional structure,
Arranging the thermoelectric element for another substrate;
Applying a melted substrate onto the thermoelectric element using the 3D printer; And
A method of manufacturing a wearable structure comprising: removing the thermoelectric element from the other substrate when the molten substrate is cooled and the thermoelectric element is adhered. 제5항에 있어서,
상기 열전소자는 열전 소재를 포함하고,
상기 열전 소재는, Bi2Te3, PbTe-Pbs, AgxBi2Te2.7Se0.3, Cu2Se, Cu2S, SnSe, PEDOT:PSS, PEDOT:Tos, PANi, PA, SWCNT, MWCNT, Bi0.5Sb1.5Te3/polyaniline, PEDOT:PSS tellurium nanowire, CNT/PVAc, CNT/PEDOT:PSS, PEI/CNT, PANi/CNT, Cu2Se/0.5wt% CNT, CNTs/Ag2Te 로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 재료로 이루어진, 웨어러블 구조체의 제작방법.The method of claim 5,
The thermoelectric element includes a thermoelectric material,
The thermoelectric material is Bi 2 Te 3 , PbTe-Pbs, Ag x Bi 2 Te 2.7 Se 0.3 , Cu 2 Se, Cu 2 S, SnSe, PEDOT:PSS, PEDOT:Tos, PANi, PA, SWCNT, MWCNT, Bi 0.5 Sb 1.5 Te 3 /polyaniline, PEDOT:PSS tellurium nanowire, CNT/PVAc, CNT/PEDOT:PSS, PEI/CNT, PANi/CNT, Cu 2 Se/0.5 wt% CNT, CNTs/Ag 2 Te A method of manufacturing a wearable structure made of at least one selected material.
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