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THERMOELECTRIC CONVERSION ELEMENT, PHOTODETECTOR, IMAGE ELEMENT, AND PHOTOTHERMOELECTRIC CONVERSION ELEMENT

Patent code P200016635
File No. (S2018-0430-N0)
Posted date Feb 25, 2020
Application number P2019-034731
Publication number P2019-192904A
Date of filing Feb 27, 2019
Date of publication of application Oct 31, 2019
Priority data
  • P2018-037531 (Mar 2, 2018) JP
  • P2018-080180 (Apr 18, 2018) JP
Inventor
  • (In Japanese)久保 若奈
  • (In Japanese)近藤 柾樹
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人東京農工大学
Title THERMOELECTRIC CONVERSION ELEMENT, PHOTODETECTOR, IMAGE ELEMENT, AND PHOTOTHERMOELECTRIC CONVERSION ELEMENT
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermoelectric conversion element having a completely different structure from the conventional structure which does not require external high or low temperature heat source.
SOLUTION: A thermoelectric conversion element 10 includes: a thermoelectric conversion film 1; and a conductive nanostructure 2 disposed inside a part of the thermoelectric conversion film.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

ゼーベック効果を利用した熱電変換素子は、熱電変換材料の両端に温度差を与えることで電圧を発生させる。単体の熱電変換材料だけでは小さな電圧が発生するだけであるため、汎用的な電圧を得るために、熱電変換素子は通常、P型熱電半導体とN型熱電半導体を交互に並べて、両半導体の一端を高温部に接続し、他端を低温部に接続した形の熱電変換モジュールとして用いられる。また、実際の使用に際しては、高温部及び/又は低温部に高温熱源あるいは低温熱源からの熱を受けて用いられる。

一方、光熱変換素子として、金属ナノ粒子における光の表面プラズモン共鳴吸収によって熱が発生する現象を利用するものが提案されている(例えば、特許文献1)。特許文献1には、さらに、光熱変換素子において光の表面プラズモン共鳴吸収によって発生した熱を、熱電変換素子の高温部に伝達し、熱電変換素子においてその熱を電気に変換する、光熱発電装置が開示されている。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、熱電変換素子、光検出器、画像素子及び光熱電変換素子に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
熱電変換膜と、
前記熱電変換膜の一部の内部又は表面に配設された導電性ナノ構造体と、を備えた熱電変換素子。

【請求項2】
 
所定の間隔で離間して配置し、前記熱電変換膜で発生した熱を電流又は電圧として取り出すための一対の電極を備え、
前記導電性ナノ構造体が前記一対の電極のうちの一方の電極側寄りに配設されている、請求項1に記載の熱電変換素子。

【請求項3】
 
熱電変換膜と、
熱電変換膜を挟むように、前記熱電変換膜の第1面及び第2面のそれぞれに設けられ、前記熱電変換膜で発生した熱を電流又は電圧として取り出すための一対の電極と、
前記熱電変換膜の第1面側に配設された導電性ナノ構造体と、を備えた熱電変換素子。

【請求項4】
 
熱電変換材と、
前記熱電変換材を挟むように、前記熱電変換材の第1端面及び第2端面のそれぞれに設けられ、前記熱電変換材で発生した熱を電流又は電圧として取り出すための一対の電極と、
前記熱電変換材の第1端面側に配設された導電性ナノ構造体と、を備えた熱電変換素子。

【請求項5】
 
熱電変換膜と、
前記熱電変換膜の一部の内部又は表面に配設された導電性ナノ構造体と、
前記導電性ナノ構造体と共に、前記熱電変換膜を挟み込むように配置する金属薄膜と、からなる完全吸収メタマテリアル構造を備えた熱電変換素子。

【請求項6】
 
前記導電性ナノ構造体が複数備えられている、請求項1~5のいずれか一項に記載の熱電変換素子。

【請求項7】
 
複数の導電性ナノ構造体が同じプラズモン共鳴波長を示すものからなる、請求項6に記載の熱電変換素子。

【請求項8】
 
複数の導電性ナノ構造体に異なるプラズモン共鳴波長を示すものが含まれている、請求項6に記載の熱電変換素子。

【請求項9】
 
前記複数の導電性ナノ構造体がランダムに配置されている、請求項1~8のいずれか一項に記載の熱電変換素子。

【請求項10】
 
前記複数の導電性ナノ構造体が規則的に配置されている、請求項1~8のいずれか一項に記載の熱電変換素子。

【請求項11】
 
前記導電性ナノ構造体が異方的形状を有する、請求項1~10のいずれか一項に記載の熱電変換素子。

【請求項12】
 
前記熱電変換膜が有機材料からなる、請求項1~11のいずれか一項に記載の熱電変換素子。

【請求項13】
 
前記熱電変換膜が無機材料からなる、請求項1~11のいずれか一項に記載の熱電変換素子。

【請求項14】
 
請求項1~13のいずれか一項に記載の熱電変換素子を備えた光検出器。

【請求項15】
 
請求項1~13のいずれか一項に記載の熱電変換素子を備えた画像素子。

【請求項16】
 
請求項1~13のいずれか一項に記載の熱電変換素子を備えた光熱電変換素子。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2019034731thum.jpg
State of application right Published
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