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熱電材料および熱電変換素子

シーズコード S090003691
掲載日 2010年3月30日
研究者
  • 高畠 敏郎
  • 板東 能生
技術名称 熱電材料および熱電変換素子
技術概要 一般式CeAMで表される原料を単結晶成長させて、Ce元素の一部がアクセプター元素で置換された結晶体であるp型半導体熱電材料を制作する。結晶成長は、例えばブリッジマン法による。ただし、CeAMのAはNi、Rh、Ptからなる群より選択された1種の元素、MはBi、Sb、As、Snからなる群より選択された1種の元素を示す。通常の半導体は、熱電能が高くなると電気抵抗率も高くなる性質を有している。しかし、このp型半導体熱電材料は、熱電能が高くなっても電気抵抗率が高くならない特性を有するので、著しく高い性能指数を示す。また、室温近傍において、高い無次元性能指数を示す。さらに、結晶体であるので非晶質熱電材料のように劣化する恐れはまったくない。
研究分野
  • 熱電発電,熱電子発電
  • 熱電デバイス
展開可能なシーズ 熱電変換素子を用いた家庭用冷蔵庫などの熱電冷却器や熱電発電機は、機械的な駆動部を全く持たないので騒音がなく、小型化できる。そのための熱電材料は、実用上、常温でのZ値が高いことが重要である。しかし、現在、室温近傍(300K)で最も高い性能指数となる半導体でも、ZT値は1未満である。そこで、無次元性能指数ZTが高い常温において高い性能指数を示す熱電材料を提供する。
実用化の際に重要となる室温近傍での熱電材料の無次元性能指数ZTが高い値を示すp型およびn型半導体熱電材料が提供される。これらの熱電材料を用いることによって、常温で優れた熱電変換性能を示す熱電変換素子が提供される。しかも本発明の熱電材料は結晶体であるので、非晶質体の熱電材料のように劣化する恐れがまったくない。熱電変換素子を用いた装置として家庭用冷蔵庫などの実用化が期待される。
用途利用分野 熱電材料、熱電変換素子
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 広島大学, . 高畠 敏郎, 板東 能生, . 熱電材料および熱電変換素子. 特開2000-332308. 2000-11-30
  • H01L  35/18     
  • H01L  35/20     
  • H01L  35/32     
  • H01L  35/34     
  • C22C  30/00     

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