본 발명은 염료감응 태양전지부 및 열전 구조부가 수직 방향으로 적층되며, 상기 염료감응 태양전지부의 상대전극은 열전 구조부의 상부 제1전극이며, 상기 염료감응 태양전지부의 전해질과 상기 상부 제1전극은 수직 방향으로 전기적 접촉하며, 양극 전도성(bipolar conduction)을 가지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 열전발전소자를 제공한다. 본 발명에 따른 하이브리드 열전발전소자는 충전율 저하를 최소화하고, 염료감응 태양전지부의 전해질의 레독스 쌍의 환원율을 현저하게 향상시켜 우수한 광전 변환 효율을 나타낼 수 있다.