JP2019523744A - 新規な化合物半導体およびその活用 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2017年3月9日付の韓国特許出願第10−2017−0030174号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として含まれる。
[化学式1]
NdxSyCo4Sb12−zQz
前記化学式1において、Qは、O、Se、およびTeからなる群より選択された1種以上であり、0<x<0.2、0<y≦1、および0<z<12である。前記O、Se、およびTeからなる群より選択された1種以上の元素とは、O、Se、Te単独、またはこれらの2種以上の混合を意味することができる。
実施例1
Nd0.025S0.2Co4Sb11.4Te0.6を合成するために、パウダー形態のNd、S、Co、Sb、およびTeを称量した後、これらをアルミナモルタル(alumina mortar)に入れて混合した。混合された材料は超硬モールドに入れてペレットにし、ヒューズドシリカチューブ(fused silica tube)に入れて真空密封した。そして、これをボックスファーネス(box furnace)に入れて、680℃で15時間加熱し、この後、室温まで徐々に冷やして、Nd0.025S0.2Co4Sb11.4Te0.6を合成した。
混合物の組成をNd0.05S0.2Co4Sb11.4Te0.6に変更したことを除き、前記実施例1と同様の方法で化合物半導体を製造した。
混合物の組成をNd0.075S0.2Co4Sb11.4Te0.6に変更したことを除き、前記実施例1と同様の方法で化合物半導体を製造した。
混合物の組成をNd0.1S0.1Co4Sb11.4Te0.6に変更したことを除き、前記実施例1と同様の方法で化合物半導体を製造した。
混合物の組成をNd0.1S0.2Co4Sb11.4Te0.6に変更したことを除き、前記実施例1と同様の方法で化合物半導体を製造した。
比較例1
試薬としてCo、Sb、およびTeを準備し、混合物の組成をCo4Sb11.4Te0.6に変更したことを除き、前記実施例1と同様の方法で化合物半導体を製造した。
試薬としてNd、Co、Sb、およびTeを準備し、混合物の組成をNd0.1Co4Sb11.4Te0.6に変更したことを除き、前記実施例1と同様の方法で化合物半導体を製造した。
試薬としてS、Co、Sb、およびTeを準備し、混合物の組成をS0.2Co4Sb11.4Te0.6に変更したことを除き、前記実施例1と同様の方法で化合物半導体を製造した。
前記実施例および比較例で得られた化合物半導体の物性を下記の方法で測定し、その結果を表1および表2に示した。
前記実施例および比較例で得られた化合物半導体を、直径12.7mm、高さ1.5mmのcoin−typeに加工して試験片を製造した。そして、前記試験片に対して、50℃から500℃までの範囲でレーザフラッシュ法(Netzsch、LFA−457)による熱拡散度、比熱、そして密度の測定値から熱伝導度を算出した後、ローレンツ数を計算し、その値を算出された熱伝導度に適用させて格子熱伝導度を求め、その結果を下記表1に示した。
前記実施例および比較例で得られた化合物半導体を、横3mm、縦3mm、高さ12mmのrectangular−typeに加工して試験片を製造した。そして、前記試験片に対して、50℃から500℃までの範囲でZEM−3(Ulvac−Rico,Inc)を用いて電気伝導度およびゼーベック係数を測定した。
[数式]
ZT=σS2T/K
ここで、ZTは熱電性能指数、σは電気伝導度、Sはゼーベック係数、Tは温度、Kは熱伝導度を示す。
Claims (12)
- 下記化学式1で表される化合物半導体:
[化学式1]
NdxSyCo4Sb12−zQz
前記化学式1において、Qは、O、Se、およびTeからなる群より選択された1種以上であり、0<x<0.2、0<y≦1、および0<z<12である。 - 前記化学式1において、x≦yである、請求項1に記載の化合物半導体。
- 前記化学式1のy1モルに対するxのモル比は、0.1モル〜1モルである、請求項1に記載の化合物半導体。
- 前記化学式1のzは、0<z≦4である、請求項1に記載の化合物半導体。
- 前記化学式1のz1モルに対するxのモル比は、0.01モル〜0.5モルである、請求項1に記載の化合物半導体。
- 前記化学式1のz1モルに対するxのモル比は、0.01モル〜0.3モルである、請求項1に記載の化合物半導体。
- O、Se、およびTeからなる群より選択された1種以上の元素、Nd、S、Co、およびSbを含む混合物を形成する段階と、
前記混合物を熱処理する段階とを含む、請求項1に記載の化合物半導体の製造方法。 - 前記熱処理段階は、400℃〜800℃で行われることを特徴とする、請求項7に記載の化合物半導体の製造方法。
- 前記熱処理段階は、2以上の熱処理段階を含むことを特徴とする、請求項7に記載の化合物半導体の製造方法。
- 前記混合物を熱処理段階の後、加圧焼結段階をさらに含むことを特徴とする、請求項7に記載の化合物半導体の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の化合物半導体を含む熱電変換素子。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の化合物半導体を含む太陽電池。
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