JP2009218252A - 熱発電デバイス素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1電極11および第2電極12と、CoSi層14と金属層15が交互に積層されてなる積層体13とからなり、前記第1電極11および第2電極12の対向方向17に対して積層体13の層に平行な方向16が傾斜するよう電気的に接続された構成の熱発電デバイス素子において、温度差が印加される方向18が電極の対向方向17に対して垂直になるようにすることにより、高い発電特性が実現する。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の実施の形態1における熱発電デバイス素子の構成を示した図である。
図4は本発明の実施の形態2における熱発電デバイスの構成を示した図である。
図4で示したのは、実施の形態1と同様の手順で作製される板状の積層体を、接続電極43を介して電気的に接続して平板状に構成したものである。このように構成される熱発電デバイスを用いて適用面積を大きくすることにより、全体としてより多くの発電量を得ることができる。
以下、本発明のより具体的な実施例を説明する。
CoSi層14と金属の積層体13として、幾つかの金属材料を用いて本発明の熱発電デバイス素子を作製した。金属とCoSiの積層体は、図3に示すように、金属箔の両面にCoSi薄膜を形成して得られたCoSi/金属箔/CoSiのシートを重ね合わせて加熱しながら圧着することにより作製した。第1電極11および第2電極12にはAuを用いた。
実施例1と同様の手法で、銀と銅の金属材料を用いて金属の厚みの異なる積層デバイスを構成した。傾斜角度は30°に固定し、金属箔の厚みを70μm、80μm、85μm、90μm、95μm、98μmと変化させて全体の積層周期が100μmとなるCoSiとの積層構造を作製した。この際のCoSiの割合はそれぞれ30%、20%、15%、10%、5%、2%、1%である。
金属箔として20μmの銅箔を用い、実施例1と同様の手法で積層デバイスを構成した。20μmのCu箔の両面に、CoSi薄膜を0.125μmから4μmまで膜厚変化させて形成、加熱圧着し、その結果CoSi層厚が0.25μm、0.5μm、1μm、2μm、4μm、8μmのCu/CoSi積層構造を作製した。切り出し角度を20°から60°まで10°ごとに設定してデバイスを作製し、パワーファクターを測定したところ、表3の結果が得られた。
実装面積をより広くし、さらに多くの発電量を得るために、金属42、接続電極43、取り出し電極44としてCuを用いた、図4に示したような熱発電デバイスを作製した。
12 第2電極
13 積層体
14 CoSi層
15 金属層
16 層に平行な方向
17 電極の対向方向
18 温度勾配が生じる方向
21 熱発電デバイス素子
22 高温部
23 低温部
24 温度勾配が生じる方向
31 CoSi
32 金属
33 切り出し範囲
41 CoSi
42 金属
43 接続電極
44 取り出し電極
45 支持体
Claims (23)
- 第1電極と、
前記第1電極に対向する第2電極と、
前記第1電極および前記第2電極との間に挟まれ、かつ前記第1電極および前記第2電極のいずれにも電気的に接続された積層体とを具備し、
前記積層体は、CoSi層と金属層とが交互に積層されてなり、
前記CoSi層および前記金属層が、前記第1電極と前記第2電極とが対向する方向に対して傾斜しており、
前記対向する方向に対して垂直方向に温度差を印加することによって、前記第1電極および前記第2電極をと介して電力を取り出す、熱発電デバイス素子。 - 前記CoSi層および前記金属層が、前記第1電極と前記第2電極と が対向する方向に対して角度θで傾斜しており、
前記角度θが20°以上60°以下である、請求項1に記載の熱発電デバイス素子。 - 前記角度θが20°以上50°以下である、請求項2に記載の熱発電デバイス素子。
- 前記金属層が、Al、Cu、Ag、またはAuからなる、請求項1に記載の熱発電デバイス素子。
- 前記金属層が、Cu、Ag、またはAuからなる、請求項4に記載の熱発電デバイス素子。
- 前記金属層が、CuまたはAgからなる、請求項5に記載の熱発電デバイス素子。
- 前記金属層の厚み:前記CoSi層の厚みの比が98:2から70: 30までの範囲内にある、請求項1に記載の熱発電デバイス素子。
- 前記金属層の厚み:前記CoSi層の厚みの比が98:2から90:10までの範囲内にある、請求項7に記載の熱発電デバイス素子。
- 前記金属層が、Al、Cu、Ag、またはAuからなり、
前記金属層の厚み:前記CoSi層の厚みの比が98:2から70:30までの範囲内にある、請求項2に記載の熱発電デバイス素子。 - 前記金属層が、CuまたはAgからなり、
前記金属層の厚み:前記CoSi層の厚みの比が98:2から90:10までの範囲内にある、
請求項3に記載の熱発電デバイス素子。 - 第1電極と、
前記第1電極に対向する第2電極と、
前記第1電極および前記第2電極との間に挟まれ、かつ前記第1電極 および前記第2電極のいずれにも電気的に接続された積層体とを具備し、
前記積層体は、CoSi層と金属層とが交互に積層されてなり、
前記CoSi層および前記金属層が、前記第1電極と前記第2電極と が対向する方向に対して傾斜しており、
前記対向する方向に対して垂直方向に温度差を印加することによって 、前記第1電極および前記第2電極をと介して電力を取り出す、熱発電デバ イス素子の製造方法であって、
前記製造方法は、以下の工程を有する:
CoSi層と金属層とを交互に積層してなる積層構造体を得る積層構 造体形成工程、
前記積層構造体の積層方向に対して傾斜する面で前記積層構造体を切 り出して前記積層体を得る積層体切り出し工程、
前記積層体に前記第1電極および前記第2電極を形成する電極形成工 程。 - 第1電極と、
前記第1電極に対向する第2電極と、
前記第1電極および前記第2電極との間に挟まれ、かつ前記第1電極 および前記第2電極のいずれにも電気的に接続された積層体とを具備し、
前記積層体は、CoSi層と金属層とが交互に積層されてなり、
前記CoSi層および前記金属層が、前記第1電極と前記第2電極と が対向する方向に対して傾斜している熱発電デバイス素子から、前記第1電 極および前記第2電極をと介して電力を取り出す発電方法であって、
前記発電方法は以下の工程を包含する:
前記対向する方向に対して垂直方向に温度差を印加する、温度差印加 工程。 - 前記CoSi層および前記金属層が、前記第1電極と前記第2電極とが対向 する方向に対して角度θで傾斜しており、
前記角度θが20°以上60°以下である、請求項12に記載の発電方法。 - 前記角度θが20°以上50°以下である、請求項13に記載の発電方法。
- 前記金属層が、Al、Cu、Ag、またはAuからなる、請求項12に記載の発電方法。
- 前記金属層が、Cu、Ag、またはAuからなる、請求項15に記載の発電方法。
- 前記金属層が、CuまたはAgからなる、請求項16に記載の発電方法。
- 前記金属層の厚み:前記CoSi層の厚みの比が98:2から70: 30までの範囲内にある、請求項12に記載の発電方法。
- 前記金属層の厚み:前記CoSi層の厚みの比が98:2から90:10までの範囲内にある、請求項18に記載の発電方法。
- 前記金属層が、Al、Cu、Ag、またはAuからなり、
前記金属層の厚み:前記CoSi層の厚みの比が98:2から70: 30までの範囲内にある、請求項13に記載の発電方法。 - 前記金属層が、CuまたはAgからなり、前記金属層の厚み:前記C oSi層の厚みの比が98:2から90:10までの範囲内にある、請求項 14に記載の発電方法。
- 支持板と、
前記支持板上に設けられた複数個の熱発電デバイス素子と、
を具備し、
隣接する2つの前記熱発電デバイス素子の一端を電気的に接続する各 接続電極によって前記複数個の熱発電デバイス素子が電気的に直列に接続さ れており、
電気的に直列に接続されている前記複数個の熱発電デバイス素子の2 つの終端には、それぞれ取り出し電極が接続されており、
前記支持板の法線方向に沿って温度差が印加されることによって、前 記取り出し電極を介して電力が取り出される、熱発電デバイス。 - 支持板と、
前記支持板上に設けられた複数個の熱発電デバイス素子と
を具備し、
各熱発電デバイス素子の両端をそれぞれ電気的に接続する2つの取り 出し電極によって前記複数個の熱発電デバイス素子が電気的に並列に接続さ れており、
前記支持板の法線方向に沿って温度差が印加されることによって、前 記取り出し電極を介して電力が取り出される、熱発電デバイス。
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Cited By (1)
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CN110998883A (zh) * | 2017-08-10 | 2020-04-10 | 太阳诱电株式会社 | 层叠型热电元件 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08247851A (ja) * | 1994-09-29 | 1996-09-27 | Max Planck Ges Foerderung Wissenschaft Ev | 熱電的放射検出器 |
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2008
- 2008-03-07 JP JP2008057439A patent/JP5176607B2/ja active Active
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JPH08247851A (ja) * | 1994-09-29 | 1996-09-27 | Max Planck Ges Foerderung Wissenschaft Ev | 熱電的放射検出器 |
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CN110998883A (zh) * | 2017-08-10 | 2020-04-10 | 太阳诱电株式会社 | 层叠型热电元件 |
CN110998883B (zh) * | 2017-08-10 | 2023-09-05 | 太阳诱电株式会社 | 层叠型热电元件 |
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