JP5176602B2 - 熱発電デバイス素子 - Google Patents
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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。
以下、本発明のより具体的な実施例を説明する。
PbTe層と金属の積層体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PbTeの積層体は、図3に示すように、金属箔の両面にPbTe薄膜を形成して得られたPbTe/金属箔/PbTe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。金属箔としては、金、銀、銅、アルミの各種金属材料の素材の箔を用いた。
実施例1と同様の手法で、金属箔として20μmの銅箔を用い、積層デバイスを構成した。20μmのCu箔の両面にPbTe薄膜を膜厚変化させて形成、減圧下で加熱圧着して、Cu層の厚みが20μm、PbTe層の厚みが0.05μmから4μmまで変化したCu/PbTe積層構造を作製した。 25°の平板状に切り出して作製した厚み1mm、幅3mm、長さ20mmの熱発電デバイス素子のパワーファクターの測定結果は表2のようになった。
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、PbTe薄膜を0.1μm形成した後、加熱圧着し、PbTe層厚が0.2μmのCu/PbTe積層構造(膜厚比率100:1)を作製した。切り出し角度を10°から55°の範囲で5°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 PbTe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 PbTe
32 金属
33 切り出し範囲
41 PbTe
42 金属
43 接続電極
44 取り出し電極
45 支持体
Claims (15)
- 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、PbTe層と金属層とが交互に積層されてなり、
前記PbTe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10°以上55°以下であり、
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PbTe層の厚みの比が400:1から20:1までの範囲内にあり、
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電極を介して電力を取り出す、熱発電デバイス素子。 - 前記角度θが15°以上45°以下である、
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1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3に記載の熱発電デバイス素子。 - 前記金属層の厚み:前記PbTe層の厚みの比が100:1から80:1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。 - 前記金属層が、CuまたはAgからなり、
前記金属層の厚み:前記PbTe層の厚みの比が100:1から80:1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。 - 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、PbTe層と金属層とが交互に積層されてなり、
前記PbTe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10°以上55°以下であり、
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PbTe層の厚みの比が400:1から20:1までの範囲内にあり、
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:
PbTe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、PbTe層と金属層とが交互に積層されてなり、
前記PbTe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15°以上45°以下であり、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PbTe層の厚みの比が400:1から20:1までの範囲内にあ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。 - 前記角度θが15°以上45°以下である、
請求項8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8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10に記載の発電方法。 - 前記金属層の厚み:前記PbTe層の厚みの比が100:1から80:1までの範囲内にある、
請求項8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PbTe層の厚みの比が100:1から80:1までの範囲内にある、
請求項9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、
ここで、前記各熱発電デバイス素子は、請求項1に係る熱発電デバイス素子であり、
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、
ここで、前記各熱発電デバイス素子は、請求項1に係る熱発電デバイス素子であり、
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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JP2008052993A JP5176602B2 (ja) | 2008-03-04 | 2008-03-04 | 熱発電デバイス素子 |
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JP2008052993A JP5176602B2 (ja) | 2008-03-04 | 2008-03-04 | 熱発電デバイス素子 |
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JP2009212267A JP2009212267A (ja) | 2009-09-17 |
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- 2008-03-04 JP JP2008052993A patent/JP5176602B2/ja active Active
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