JP5931807B2 - 熱電変換材料、これを用いた熱電変換素子及び熱電発電用物品、並びに熱電変換素子の製造方法 - Google Patents
熱電変換材料、これを用いた熱電変換素子及び熱電発電用物品、並びに熱電変換素子の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5931807B2 JP5931807B2 JP2013132805A JP2013132805A JP5931807B2 JP 5931807 B2 JP5931807 B2 JP 5931807B2 JP 2013132805 A JP2013132805 A JP 2013132805A JP 2013132805 A JP2013132805 A JP 2013132805A JP 5931807 B2 JP5931807 B2 JP 5931807B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermoelectric conversion
- conversion material
- polythiophene
- thermoelectric
- group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims description 237
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 131
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 67
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title claims description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 12
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 claims description 97
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 53
- -1 2-ethylhexyl group Chemical group 0.000 claims description 43
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 38
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 34
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 23
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 19
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 18
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 claims description 16
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 16
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 6
- 125000003229 2-methylhexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 claims description 5
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 4
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 60
- 239000010408 film Substances 0.000 description 49
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 36
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 33
- RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1Cl RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical group C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 22
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 22
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 19
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 19
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 19
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229920000547 conjugated polymer Polymers 0.000 description 17
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 15
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- HMUNWXXNJPVALC-UHFFFAOYSA-N 1-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]-2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)C(CN1CC2=C(CC1)NN=N2)=O HMUNWXXNJPVALC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 13
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 12
- VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)-N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C(=O)NCCC(N1CC2=C(CC1)NN=N2)=O VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 11
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 9
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 6
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 6
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 6
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 6
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 6
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 description 6
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 6
- CXWXQJXEFPUFDZ-UHFFFAOYSA-N tetralin Chemical compound C1=CC=C2CCCCC2=C1 CXWXQJXEFPUFDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 description 6
- WZFUQSJFWNHZHM-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)CC(=O)N1CC2=C(CC1)NN=N2 WZFUQSJFWNHZHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 5
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 5
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 5
- YJLUBHOZZTYQIP-UHFFFAOYSA-N 2-[5-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]-1,3,4-oxadiazol-2-yl]-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C1=NN=C(O1)CC(=O)N1CC2=C(CC1)NN=N2 YJLUBHOZZTYQIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CONKBQPVFMXDOV-QHCPKHFHSA-N 6-[(5S)-5-[[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]methyl]-2-oxo-1,3-oxazolidin-3-yl]-3H-1,3-benzoxazol-2-one Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)C[C@H]1CN(C(O1)=O)C1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1 CONKBQPVFMXDOV-QHCPKHFHSA-N 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004770 highest occupied molecular orbital Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 4
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 4
- UOHMMEJUHBCKEE-UHFFFAOYSA-N prehnitene Chemical compound CC1=CC=C(C)C(C)=C1C UOHMMEJUHBCKEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 4
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001157 Poly(2-vinylnaphthalene) Polymers 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 3
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 3
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 3
- CFPKVQBKKLRQHZ-UHFFFAOYSA-M magnesium;3-methanidylheptane;bromide Chemical compound [Mg+2].[Br-].CCCCC([CH2-])CC CFPKVQBKKLRQHZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 3
- 238000010898 silica gel chromatography Methods 0.000 description 3
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 1,4-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C=C1 OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OHVLMTFVQDZYHP-UHFFFAOYSA-N 1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-2-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]ethanone Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)C(CN1CCN(CC1)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)=O OHVLMTFVQDZYHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JESXATFQYMPTNL-UHFFFAOYSA-N 2-ethenylphenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1C=C JESXATFQYMPTNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HWMQCIZYXLAJKM-UHFFFAOYSA-N 3-(2-ethylhexyl)thiophene Chemical compound CCCCC(CC)CC=1C=CSC=1 HWMQCIZYXLAJKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FUXNFSZJSHJHRQ-UHFFFAOYSA-N 3-methyl-4-(2-methylpropyl)thiophene Chemical compound CC(C)CC1=CSC=C1C FUXNFSZJSHJHRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001342 Bakelite® Polymers 0.000 description 2
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RILPPRMOHKYTAC-UHFFFAOYSA-N CC(C)Cc1cscc1CC(C)C Chemical compound CC(C)Cc1cscc1CC(C)C RILPPRMOHKYTAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SOKNVBXYQBONLV-UHFFFAOYSA-N CCCCC(CC)Cc1cscc1C Chemical compound CCCCC(CC)Cc1cscc1C SOKNVBXYQBONLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acrylate Chemical compound CCOC(=O)C=C JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004419 Panlite Substances 0.000 description 2
- 229920002319 Poly(methyl acrylate) Polymers 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JAWMENYCRQKKJY-UHFFFAOYSA-N [3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-ylmethyl)-1-oxa-2,8-diazaspiro[4.5]dec-2-en-8-yl]-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]methanone Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)CC1=NOC2(C1)CCN(CC2)C(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F JAWMENYCRQKKJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001241 arc-discharge method Methods 0.000 description 2
- 239000003849 aromatic solvent Substances 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 239000004637 bakelite Substances 0.000 description 2
- CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N butyl acrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C=C CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 229940117389 dichlorobenzene Drugs 0.000 description 2
- 208000028659 discharge Diseases 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000004210 ether based solvent Substances 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DQDWATOXYCARFV-UHFFFAOYSA-M magnesium;2-methanidylpropane;bromide Chemical compound [Mg+2].[Br-].CC(C)[CH2-] DQDWATOXYCARFV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N mesitylene Substances CC1=CC(C)=CC(C)=C1 AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001827 mesitylenyl group Chemical group [H]C1=C(C(*)=C(C([H])=C1C([H])([H])[H])C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000002347 octyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N pent‐4‐en‐2‐one Natural products CC(=O)CC=C PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001420 photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 2
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 2
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 2
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 2
- 229920006289 polycarbonate film Polymers 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 229920006267 polyester film Polymers 0.000 description 2
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- PNXMTCDJUBJHQJ-UHFFFAOYSA-N propyl prop-2-enoate Chemical compound CCCOC(=O)C=C PNXMTCDJUBJHQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 description 2
- 150000003577 thiophenes Chemical class 0.000 description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 2
- JWZZKOKVBUJMES-UHFFFAOYSA-N (+-)-Isoprenaline Chemical compound CC(C)NCC(O)C1=CC=C(O)C(O)=C1 JWZZKOKVBUJMES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WAGRIKSHWXFXHV-UHFFFAOYSA-N 1-hydroxybutyl prop-2-enoate Chemical compound CCCC(O)OC(=O)C=C WAGRIKSHWXFXHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TUAJZTAVXLCEGA-UHFFFAOYSA-N 1-hydroxyethyl prop-2-enoate Chemical compound CC(O)OC(=O)C=C TUAJZTAVXLCEGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPWXVNZFDXZIMS-UHFFFAOYSA-N 1-hydroxypropyl prop-2-enoate Chemical compound CCC(O)OC(=O)C=C CPWXVNZFDXZIMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IGGDKDTUCAWDAN-UHFFFAOYSA-N 1-vinylnaphthalene Chemical compound C1=CC=C2C(C=C)=CC=CC2=C1 IGGDKDTUCAWDAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KMHSUNDEGHRBNV-UHFFFAOYSA-N 2,4-dichloropyrimidine-5-carbonitrile Chemical compound ClC1=NC=C(C#N)C(Cl)=N1 KMHSUNDEGHRBNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JQMFQLVAJGZSQS-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]-N-(2-oxo-3H-1,3-benzoxazol-6-yl)acetamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)CC(=O)NC1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1 JQMFQLVAJGZSQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IHCCLXNEEPMSIO-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperidin-1-yl]-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C1CCN(CC1)CC(=O)N1CC2=C(CC1)NN=N2 IHCCLXNEEPMSIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LLYXJBROWQDVMI-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-4-nitrotoluene Chemical compound CC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1Cl LLYXJBROWQDVMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BKTWCYHMBXXJBX-UHFFFAOYSA-N 2-ethenyl-n,n-diphenylaniline Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1N(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 BKTWCYHMBXXJBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NJRHMGPRPPEGQL-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxybutyl prop-2-enoate Chemical compound CCC(O)COC(=O)C=C NJRHMGPRPPEGQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyethyl prop-2-enoate Chemical compound OCCOC(=O)C=C OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWZMWHWAWHPNHN-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxypropyl prop-2-enoate Chemical compound CC(O)COC(=O)C=C GWZMWHWAWHPNHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004493 2-methylbut-1-yl group Chemical group CC(C*)CC 0.000 description 1
- AGBXYHCHUYARJY-UHFFFAOYSA-N 2-phenylethenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C=CC1=CC=CC=C1 AGBXYHCHUYARJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 2-vinylpyridine Chemical compound C=CC1=CC=CC=N1 KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGKLVWTVCUDISO-UHFFFAOYSA-N 3,4-dibromothiophene Chemical compound BrC1=CSC=C1Br VGKLVWTVCUDISO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MBUSOPVRLCFJCS-UHFFFAOYSA-N 3-bromo-4-methylthiophene Chemical compound CC1=CSC=C1Br MBUSOPVRLCFJCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XCMISAPCWHTVNG-UHFFFAOYSA-N 3-bromothiophene Chemical compound BrC=1C=CSC=1 XCMISAPCWHTVNG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JRCGLALFKDKSAN-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxybutyl prop-2-enoate Chemical compound CC(O)CCOC(=O)C=C JRCGLALFKDKSAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QZPSOSOOLFHYRR-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxypropyl prop-2-enoate Chemical compound OCCCOC(=O)C=C QZPSOSOOLFHYRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HLLSOEKIMZEGFV-UHFFFAOYSA-N 4-(dibutylsulfamoyl)benzoic acid Chemical compound CCCCN(CCCC)S(=O)(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 HLLSOEKIMZEGFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NDWUBGAGUCISDV-UHFFFAOYSA-N 4-hydroxybutyl prop-2-enoate Chemical compound OCCCCOC(=O)C=C NDWUBGAGUCISDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910002012 Aerosil® Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002020 Aerosil® OX 50 Inorganic materials 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N Dodecane Natural products CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N Ethenol Chemical compound OC=C IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007818 Grignard reagent Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BZLVMXJERCGZMT-UHFFFAOYSA-N Methyl tert-butyl ether Chemical compound COC(C)(C)C BZLVMXJERCGZMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- YGYAWVDWMABLBF-UHFFFAOYSA-N Phosgene Chemical compound ClC(Cl)=O YGYAWVDWMABLBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 1
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 238000001237 Raman spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920013629 Torelina Polymers 0.000 description 1
- 239000004742 Torelina™ Substances 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003647 acryloyl group Chemical group O=C([*])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 239000002313 adhesive film Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010407 anodic oxide Substances 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 125000001204 arachidyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 1
- 238000007611 bar coating method Methods 0.000 description 1
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 125000002837 carbocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 1
- 150000001722 carbon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000003851 corona treatment Methods 0.000 description 1
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 description 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000007766 curtain coating Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 1
- 125000002704 decyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007607 die coating method Methods 0.000 description 1
- SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N diglyme Chemical compound COCCOCCOC SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 125000003438 dodecyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N fluoroethene Chemical compound FC=C XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 150000004795 grignard reagents Chemical class 0.000 description 1
- 239000012760 heat stabilizer Substances 0.000 description 1
- 125000003187 heptyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- NYMPGSQKHIOWIO-UHFFFAOYSA-N hydroxy(diphenyl)silicon Chemical class C=1C=CC=CC=1[Si](O)C1=CC=CC=C1 NYMPGSQKHIOWIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PQPVPZTVJLXQAS-UHFFFAOYSA-N hydroxy-methyl-phenylsilicon Chemical class C[Si](O)C1=CC=CC=C1 PQPVPZTVJLXQAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 1
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001972 isopentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005453 ketone based solvent Substances 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 1
- 239000004611 light stabiliser Substances 0.000 description 1
- 125000002960 margaryl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000006224 matting agent Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 125000001421 myristyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- VRUXKHQQWNYAPH-UHFFFAOYSA-N n,n-dibutylhex-5-en-1-amine Chemical compound CCCCN(CCCC)CCCCC=C VRUXKHQQWNYAPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KKFHAJHLJHVUDM-UHFFFAOYSA-N n-vinylcarbazole Chemical compound C1=CC=C2N(C=C)C3=CC=CC=C3C2=C1 KKFHAJHLJHVUDM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002102 nanobead Substances 0.000 description 1
- 229910021392 nanocarbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001196 nonadecyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001400 nonyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000000913 palmityl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000002958 pentadecyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 1
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N perisophthalic acid Natural products OC(=O)C1=CC=CC(C(O)=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229920003223 poly(pyromellitimide-1,4-diphenyl ether) Polymers 0.000 description 1
- 229920003050 poly-cycloolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920006389 polyphenyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 229910021426 porous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 1
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RCIJACVHOIKRAP-UHFFFAOYSA-N sodium;1,4-dioctoxy-1,4-dioxobutane-2-sulfonic acid Chemical compound [Na+].CCCCCCCCOC(=O)CC(S(O)(=O)=O)C(=O)OCCCCCCCC RCIJACVHOIKRAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 125000004079 stearyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L terephthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=C(C([O-])=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 125000002889 tridecyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000005199 ultracentrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000006097 ultraviolet radiation absorber Substances 0.000 description 1
- 125000002948 undecyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
- H10N10/17—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the structure or configuration of the cell or thermocouple forming the device
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
- C08K3/041—Carbon nanotubes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/01—Manufacture or treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/80—Constructional details
- H10N10/85—Thermoelectric active materials
- H10N10/851—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions
- H10N10/855—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions comprising compounds containing boron, carbon, oxygen or nitrogen
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/80—Constructional details
- H10N10/85—Thermoelectric active materials
- H10N10/856—Thermoelectric active materials comprising organic compositions
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/80—Constructional details
- H10N10/85—Thermoelectric active materials
- H10N10/857—Thermoelectric active materials comprising compositions changing continuously or discontinuously inside the material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
- C08G2261/50—Physical properties
- C08G2261/55—Physical properties thermoelectric
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/011—Nanostructured additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L65/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S977/00—Nanotechnology
- Y10S977/70—Nanostructure
- Y10S977/778—Nanostructure within specified host or matrix material, e.g. nanocomposite films
- Y10S977/783—Organic host/matrix, e.g. lipid
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S977/00—Nanotechnology
- Y10S977/902—Specified use of nanostructure
- Y10S977/932—Specified use of nanostructure for electronic or optoelectronic application
- Y10S977/948—Energy storage/generating using nanostructure, e.g. fuel cell, battery
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
<1> カーボンナノチューブと、下記一般式(1)で表される繰り返し単位からなるポリチオフェン重合体とを含有する熱電変換材料。
<2> 一般式(1)において、R2が炭素原子数4〜12のアルキル基である<1>項記載の熱電変換材料。
<3> 一般式(1)において、R1が炭素原子数1〜4のアルキル基である<1>又は<2>項記載の熱電変換材料。
<4> 一般式(1)において、R2が炭素原子数4〜12の分岐アルキル基である<1>〜<3>のいずれか1項に記載の熱電変換材料。
<5> 一般式(1)において、R1が炭素原子数1〜3の直鎖アルキル基である<1>〜<4>のいずれか1項に記載の熱電変換材料。
<6> 一般式(1)において、R2が2−メチルヘキシル基、2−エチルヘキシル基、2−メチルオクチル基、又は2−エチルオクチル基である<1>〜<5>のいずれか1項に記載の熱電変換材料。
<7> 一般式(1)において、R2が2−エチルヘキシル基である<1>〜<6>のいずれか1項に記載の熱電変換材料。
<8> 一般式(1)において、R1がメチル基である<1>〜<7>のいずれか1項に記載の熱電変換材料。
<9> 熱電変換材料の全固形分中に、カーボンナノチューブを2〜60質量%、ポリチオフェン重合体を20〜80質量%含有する<1>〜<8>のいずれか1項に記載の熱電変換材料。
<10> さらに非共役系高分子を含む、<1>〜<9>のいずれか1項に記載の熱電変換材料。
<11> さらに溶媒を含む、<1>〜<10>のいずれか1項に記載の熱電変換材料。
<12> <1>〜<11>のいずれか1項に記載の熱電変換材料を熱電変換層に用いた熱電変換素子。
<13> 基材と、該基材上に設けられた熱電変換層とを備えた<12>項記載の熱電変換素子。
<14> さらに電極を有する<12>又は<13>項に記載の熱電変換素子。
<15> <12>〜<14>のいずれか1項に記載の熱電変換素子を用いた熱電発電用物品。
<16> <1>〜<11>のいずれか1項に記載の熱電変換材料を基材上にインクジェット印刷法で印刷して熱電変換層を設ける工程を含む、熱電変換素子の製造方法。
また、本発明において、断りがない限り、置換基に関してxxx基というときには、そのxxx基に任意の置換基を有していてもよい。また、同一の符号で示された基が複数ある場合は、互いに同じであっても異なっていてもよい。
また、本発明の製造方法によれば、高い熱電特性を備えた熱電変換素子を製造することができる。
熱電変換材料や熱電変換素子の熱電変換性能は、下記式(A)で示される性能指数ZTによりはかることができる。下記式(A)から明らかなように、熱電変換性能向上には、熱起電力及び導電率を高めるとともに、熱伝導率を下げることが必要となる。このように熱電変換性能には、導電率以外のファクターが大きく影響するため、一般的に導電率が高いとされる材料であっても、熱電変換材料として有効に機能するかは実際のところ未知数である。本発明の熱電変換材料は、後述の実施例で実証されているように、熱起電力を低下させることなく高い導電性を実現でき、熱電変換材料として用いるに足る高い熱電変換性能を備える。
性能指数ZT=S2・σ・T/κ (A)
S(V/K):熱起電力(ゼーベック係数)
σ(S/m):導電率
κ(W/mK):熱伝導率
T(K):絶対温度
カーボンナノチューブ(以下、CNTとも言う)には、1枚の炭素膜(グラフェン・シート)が円筒状に巻かれた単層CNT、2枚のグラフェン・シートが同心円状に巻かれた2層CNT、及び複数のグラフェン・シートが同心円状に巻かれた多層CNTがある。本発明においては、単層CNT、2層CNT、多層CNTを各々単独で用いてもよく、2種以上を併せて用いてもよい。特に、導電性及び半導体特性において優れた性質を持つ単層CNT及び2層CNTを用いることが好ましく、単層CNTを用いることがより好ましい。
単層CNTは、半導体性のものであっても、金属性のものであってもよく、両者を併せて用いてもよい。また、CNTには金属などが内包されていてもよく、フラーレン等の分子が内包されたものを用いてもよい。なお、本発明の熱電変換材料には、CNTの他に、カーボンナノホーン、カーボンナノコイル、カーボンナノビーズなどのナノカーボンが含まれてもよい。
CNTを製造する際には、同時にフラーレンや、グラファイトや、非晶性炭素が副生成物として生じ、また、ニッケル、鉄、コバルト、イットリウムなどの触媒金属も残存する。これらの不純物を除去するために、精製を行うことが好ましい。CNTの精製方法は特に限定されないが、硝酸、硫酸等による酸処理、超音波処理が不純物の除去には有効である。併せて、フィルターによる分離除去を行うことも、純度を向上させる観点からより好ましい。
本発明においては、カットしたCNTだけではなく、あらかじめ短繊維状に作製したCNTも同様に使用できる。このような短繊維状CNTは、例えば、基板上に鉄、コバルトなどの触媒金属を形成し、その表面にCVD法を用いて700〜900℃で炭素化合物を熱分解してCNTを気相成長させることによって、基板表面に垂直方向に配向した形状で得られる。このようにして作製された短繊維状CNTは基板から剥ぎ取るなどの方法で取り出すことができる。また、短繊維状CNTは、ポーラスシリコンのようなポーラスな支持体や、アルミナの陽極酸化膜上に触媒金属を担持させ、その表面にCNTをCVD法にて成長させることもできる。触媒金属を分子内に含む鉄フタロシアニンのような分子を原料とし、アルゴン/水素のガス流中でCVDを行うことによって基板上にCNTを作製する方法でも、配向した短繊維状CNTを作製することができる。さらには、エピタキシャル成長法によってSiC単結晶表面に配向した短繊維状CNTを得ることもできる。
本発明で用いるCNTの直径は特に限定されないが、耐久性、透明性、成膜性、導電性等の観点から、CNTの直径が0.4nm以上100nm以下であることが好ましく、より好ましくは50nm以下、さらに好ましくは15nm以下である。
本発明の熱電変換材料に用いるポリチオフェン重合体は、繰り返し単位として下記一般式(1)で表されるアルキル置換チオフェン構造を有する。当該ポリチオフェン重合体は、チオフェン環の2,5位で連結したポリマー主鎖を形成することで、共役系のポリマー主鎖を有する分子構造であるため、導電性高分子として機能する。
R1及びR2のアルキル基は、直鎖アルキル基又は分岐アルキル基のいずれであってもよい。具体的には、直鎖アルキル基としてメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基が挙げられ、分岐アルキル基としてイソプロピル基、イソブチル基、イソアミル基、s−ブチル基、t−ブチル基、2−メチルブチル基、2−メチルヘキシル基、2−エチルヘキシル基、2−メチルオクチル基、2−エチルオクチル基等が例示できる。
R2は、炭素原子数4〜12のアルキル基であることが好ましく、炭素原子数4〜12の分岐アルキル基であることがより好ましく、2−メチルヘキシル基、2−エチルヘキシル基、2−メチルオクチル基、2−エチルオクチル基であることがさらに好ましく、2−エチルヘキシル基であることが特に好ましい。後述の実施例で示すように、R2に分岐アルキル基を導入すると、熱電変換材料中でのCNT分散性が向上し、良好な成膜性が得られる。
本発明においては、上記で示したように、R1とR2とが異なったアルキル基が好ましく、R1が直鎖のアルキル基でR2が分岐のアルキル基がより好ましい。
R1及びR2の好ましい組合せとしては、R1が炭素原子数1〜4のアルキル基でR2が炭素原子数4〜12のアルキル基であり、より好ましくはR1が炭素原子数1〜3の直鎖アルキル基でR2が炭素原子数4〜12の分岐アルキル基の組み合わせであり、さらに好ましくはR1がメチル基でR2が2−メチルヘキシル基、2−エチルヘキシル基、2−メチルオクチル基、又は2−エチルオクチル基の組み合わせであり、特に好ましくはR1がメチル基でR2が2−エチルヘキシル基の組み合わせである。
チオフェン環は2,5位が活性位のため、通常の条件では2,5位で選択的に重合反応が進行し、ポリチオフェン−2,5−ジイルが得られる。本発明で用いるような、2置換構造のチオフェン環を構造単位とするポリチオフェン−2,5−ジイルの場合、チオフェン環同士の立体反発によって、生じたポリチオフェン主鎖に大きなねじれが発生する。この2置換構造のチオフェン環を構造単位とするポリチオフェン主鎖のねじれは、チオフェン環の3位又は4位の一方のみが置換された1置換構造のチオフェン環を構造単位とするポリチオフェンの場合と比べ、より大きい。
本発明の熱電変換材料は、上述のCNT及びポリチオフェン重合体に加えて、非共役高分子を含有することが好ましい。
熱電変換材料に用いる非共役高分子は、ポリマー主鎖の共役構造で導電性を示さない高分子化合物である。具体的には、ポリマー主鎖が、芳香環(炭素環系芳香環、ヘテロ芳香環)、エチニレン結合、エテニレン結合および孤立電子対を有するヘテロ原子から選択される環、基、又は原子から構成されている高分子以外の高分子である。
本発明では、このような条件を満たす非共役高分子であれば、その種類は特に限定されず、通常知られている非共役高分子を用いることができる。好ましくは、ビニル化合物、(メタ)アクリレート化合物、カーボネート化合物、エステル化合物、アミド化合物、イミド化合物、フッ素化合物及びシロキサン化合物からなる群より選ばれる化合物を重合してなる高分子化合物を用いる。
(メタ)アクリレート化合物として、具体的には、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート等のアルキル基含有疎水性アクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、1−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、3−ヒドロキシプロピルアクリレート、1−ヒドロキシプロピルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、3−ヒドロキシブチルアクリレート、2−ヒドロキシブチルアクリレート、1−ヒドロキシブチルアクリレート等の水酸基含有アクリレート等のアクリレート系モノマー、これらのモノマーのアクリロイル基をメタクリロイル基に換えたメタクリレート系モノマー等が挙げられる。
カーボネート化合物を重合してなるポリマーの具体例として、ビスフェノールAとホスゲンからなる汎用ポリカーボネート、ユピゼータ(商品名、三菱ガス化学株式会社製)、パンライト(商品名、帝人化成株式会社製)等が挙げられる。
エステル化合物として、具体的には乳酸が挙げられる。また、エステル化合物を重合してなるポリマーの具体例として、バイロン(商品名、東洋紡績株式会社製)等が挙げられる。
アミド化合物を重合してなるポリマーの具体例として、PA−100(商品名、T&K TOKA株式会社製)等が挙げられる。
イミド化合物を重合してなるポリマーの具体例として、ソルピー6,6-PI(商品名、ソルピー工業株式会社製)等が挙げられる。
フッ素化合物としては、具体的には、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル等が挙げられる。
シロキサン化合物として、具体的には、ジフェニルシロキサン、フェニルメチルシロキサン等が挙げられる。
本発明では、非共役高分子として、ビニル化合物を重合してなる高分子化合物を用いることがより好ましい。
熱電変換材料中の非共役高分子の含有量は、ポリチオフェン重合体100質量部に対して、10〜1500質量部であることが好ましく、30〜1200質量部で有ることがより好ましく、80〜1000質量部で有ることが特に好ましい。
本発明の熱電変換材料は、上述したCNT及びポリチオフェン重合体に加えて、溶媒を含有することが好ましい。本発明の熱電変換材料は、溶媒中にポリチオフェン成分が溶解し、CNTが分散されたCNT分散液であることがより好ましい。
溶媒は、各成分を良好に分散又は溶解できればよく、水、有機溶媒、及びこれらの混合溶媒を用いることができる。好ましくは有機溶媒であり、アルコール、クロロホルムなどのハロゲン系溶媒、DMF、NMP、DMSOなどの非プロトン性の極性溶媒、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン、テトラメチルベンゼン、ピリジンなどの芳香族系溶媒、シクロヘキサノン、アセトン、メチルエチルケントンなどのケトン系溶媒、ジエチルエーテル、THF、t−ブチルメチルエーテル、ジメトキシエタン、ジグライムなどのエーテル系溶媒などが好ましく、クロロホルムなどのハロゲン系溶媒、DMF、NMPなどの非プロトン性の極性溶媒、ジクロロベンゼン、キシレン、テトラリン、メシチレン、テトラメチルベンゼンなどの芳香族系溶媒、THFなどのエーテル系溶媒等がより好ましい。
さらに、溶媒は、あらかじめ脱水しておくことが好ましい。溶媒中における水分量を、1000ppm以下とすることが好ましく、100ppm以下とすることがより好ましい。脱水の方法としては、モレキュラーシーブを用いる方法、蒸留など、公知の方法を用いることができる。
本発明の熱電変換材料は、上記の各成分に加えて、他の成分を含んでいてもよい。
塗布時のムラを防ぐ観点からは、界面活性剤を含有することができる。
分散安定性を向上させるために、水酸化リチウム、過硫酸アンモニウム、紫外線吸収剤、重合禁止剤、レベリング添加剤、マット剤などを含有させることができる。
膜強度を調整する観点からは、無機微粒子、ポリマー微粒子、シランカップリング剤、ワックス類などを含有させることができる。
粘性を調整して塗布性を良化させる観点からは、バインダーポリマーなどを含有させることができる。
屈折率を下げて透明性を高める観点からは、フッ素系化合物などを含有させることができる。
他にも、酸化防止剤、対光安定剤、耐熱安定剤、可塑剤等を適宜含有してもよい。
これらの成分の含有量は、熱電変換材料の全質量に対し、0.1〜15質量%程度であることが好ましい。
本発明の熱電変換材料は、上記の各成分を混合して調製することができる。好ましくは、溶媒にCNT及びポリチオフェン重合体を添加して混合し、各成分を溶解又は分散させて調製する。各成分の添加・混合順序は特に限定されないが、予め溶媒中にポリチオフェン重合体を所定量添加した後、CNTを所定量添加して分散させることが好ましい。
調製方法に特に制限はなく、通常の混合方法・装置等を用いて行うことができる。例えば、メカニカルホモジナイザー法、ジョークラッシャ法、超遠心粉砕法、カッティングミル法、自動乳鉢法、ディスクミル法、ボールミル法、超音波分散法などの分散方法を用いることができる。また、必要に応じ、これらの方法を2つ以上組み合わせて用いてもよい。好ましい分散方法の組み合わせは、メカニカルホモジナイザー法と超音波分散法である。組み合わせの順番はいかなるものであってもよく、順次異なる分散方法により分散する方法、もしくは同時に異なる分散方法で分散する方法がある。好ましくは、最初に弱い分散エネルギーを有する分散方法で分散した後、次に高い分散エネルギーを有する分散方法で分散する順番がよい。そうすることで、欠陥なく高い濃度でCNTを分散できるようになる。具体的には、最初にメカニカルホモジナイザー法、次に超音波分散法を組み合わせることが好ましい。
また、調製時の温度は、0℃から50℃の範囲であることが好ましい。
本発明の熱電変換素子は、本発明の熱電変換材料を熱電変換層に用いてなるものであればよい。熱電変換層は、基材上に前記熱電変換材料を成形して得られるものであればよく、その形状や調製方法等は特に限定されないが、本発明の熱電変換材料はCNTの分散性が良いため、基材上に塗布・成膜して熱電変換層を形成することができる。
熱電変換材料の塗布方法としては、例えば、スピンコート、エクストルージョンダイコート、ブレードコート、バーコート、スクリーン印刷、ステンシル印刷、ロールコート、カーテンコート、スプレーコート、ディップコート、インクジェット印刷など、公知の塗布方法を用いることができる。
塗布工程の後に、必要に応じて加熱工程や乾燥工程を設けて溶媒等を留去してもよい。
本発明に用いられるインクジェット装置として特に制限はなく、市販のインクジェット装置が使用できる。インクジェット装置に用いられるインク吐出方式にも特に制限はなく、例えば、静電誘引力を利用してインクを吐出させる電荷制御方式、ピエゾ素子(圧電素子)の振動圧力を利用するピエゾ方式、インクを加熱して気泡を形成し、生じた圧力を利用するサーマル方式等を用いることができる。なかでも、材料劣化抑制の点から、ピエゾ方式が好ましい。
本発明では、ピエゾ方式のインクジェット装置として、インク供給系、温度センサーを含む装置を用いることが好ましい。インク供給系は、例えば、元タンク、供給配管、インクジェットヘッド直前のインク供給タンク、フィルター、ピエゾ型のインクジェットヘッドからなる。ピエゾ型のインクジェットヘッドは、0.1〜100pl、好ましくは、0.5〜20plで吐出できるよう駆動することができる。吐出によって設置される液滴は間隔をおいて設置されていてもよいし、液滴が相互に結合するように設置してもよいが、残膜の厚さを均一に且つ薄くする観点から間隔をおいて設置されることが好ましい。液滴の総量は形成されるパターンによって異なり、パターンおよび残膜が適正な厚みになるように調整される。また、パターンの粗密に合わせて液滴の間隔を不均一にすることが好ましい。これらの機能を備えた具体的なインクジェット装置としては、例えば、フジフイルムダイマティックス社製のDMP−3000やDMP−2831などが挙げられる。
本発明の熱電変換素子は、本発明の熱電変換材料を用いた熱電変換層を有するものであればよく、その構成については特に限定されない。好ましくは基材(基板)と、当該基材上に設けられた熱電変換層とを備えた素子であり、より好ましくは、これらを電気的に接続する電極をさらに有する素子であり、さらに好ましくは、基材と、基材上に一対の電極とを備え、該一対の電極間に熱電変換層が配置されている素子である。
本発明の熱電変換素子の構造の一例として、図1に示す素子(1)及び図2に示す素子(2)の構造が挙げられる。図1に示す素子(1)は、第1の基材(12)上に、第1の電極(13)及び第2の電極(15)を含む一対の電極と、該電極間に本発明の熱電変換層(14)を備える素子である。第2の電極(15)は第2の基材(16)表面に配設されており、第1の基材(12)及び第2の基材(16)の外側には互いに対向して金属板(11及び17)が配設される。図2に示す素子(2)は、第1の基材(22)上に、第1の電極(23)及び第2の電極(25)が配設され、その上に熱電変換層(24)が設けられている。図1及び2中、矢印は、熱電変換素子の使用時における温度差の向きを示す。
本発明の熱電変換素子は、基材上に本発明の熱電変換材料が膜(フィルム)状に設けられ、この基材を上記第1の基材(12、22)として機能させることが好ましい。すなわち、基材表面(熱電変換層との圧着面)に、上述した各種電極材料が設けられ、その上に本発明の熱電変換材料を用いて形成された熱電変換層が設けられた構造であることが好ましい。
また、第1及び第2の基材の厚さは取り扱い性、耐久性等の点から、好ましくは30〜3000μm、より好ましくは50〜1000μm、さらに好ましくは100〜1000μm、特に好ましくは200〜800μmである。基材の厚みをこの範囲にすることで、熱伝導率が低下せず、外部衝撃による膜(熱電変換層)の損傷も起こりにくい。
一般に熱電変換素子では、有機薄膜太陽電池用素子等の光電変換素子と比べて、熱電変換層の塗布・成膜が有機層1層分でよく、簡便に素子を製造できる。特に、本発明の熱電変換材料を用いると有機薄膜太陽電池用素子と比較して100倍〜1000倍程度の厚膜化が可能であり、空気中の酸素や水分に対する化学的な安定性が向上する。
(1)3−メチル−4−(2−エチルヘキシル)チオフェン(原料モノマーA)の合成
窒素気流下、3−メチル−4−ブロモチオフェン 3g(17mmol)を脱水THF 20mLに溶解、0℃に冷却した。その溶液に2−エチルヘキシルマグネシウムブロミド(1M ジエチルエーテル溶液) 18mL(18mmol)を滴下し、滴下終了後、6時間加熱還流した。反応溶液を放冷却後、水、10%塩酸水溶液を加えて有機層を分離し、有機層を水、塩水で洗浄して硫酸マグネシウムで乾燥させた。溶液を濃縮後、シリカゲルカラムクロマトグラフ(ヘキサン100%)で精製することにより、無色の原料モノマーAを1.3g(収率36%)得た。得られた化合物は1H−NMRにより、3−メチル−4−(2−エチルヘキシル)チオフェンであることを確認した。
(2)ポリチオフェン4の合成
窒素気流下、塩化鉄(III) 0.82g(5.06mmol)をクロロホルム10mLに溶解させた。その溶液に、上記で合成した原料モノマーA 0.27g(1.27mmol)を滴下して室温にて2時間撹拌し、水・メタノールを加えて反応を停止した。生じた黒色沈殿をクロロホルム100mLに再溶解した後、さらに水100mLを加えて撹拌することで金属不純物の洗浄を行った。クロロホルム層を濃縮し、アセトンを加えて赤色沈殿を得た。この沈殿をアセトン:メタノール=1:1(体積比)溶媒でソックスレー洗浄することにより、ポリチオフェン4を得た。得られた化合物は1H−NMRにより、上記に示す構造のポリチオフェン4であることを確認した。
特開2000−264957号公報に記載された方法に従って合成した。
(1)3−メチル−4−イソブチルチオフェン(原料モノマーB)の合成
原料モノマーAの合成において、原料として2−エチルヘキシルマグネシウムブロミドに代えて、等モルのイソブチルマグネシウムブロミド(1M THF溶液)を用いた以外は、上記原料モノマーAの合成と同様にして、原料モノマーBを合成した。得られた化合物は1H−NMRにより、3−メチル−4−イソブチルチオフェンであることを確認した。
(2)ポリチオフェン6の合成
ポリチオフェン4の合成において、原料として原料モノマーAに代えて、等モルの原料モノマーBを用いた以外は、上記ポリチオフェン4の合成と同様にして、ポリチオフェン6を合成した。1H−NMRによって上記に示す構造のポリチオフェン6であることを確認した。
(1)3,4−ジイソブチルチオフェン(原料モノマーC)の合成
窒素気流下、3、4−ジブロモチオフェン 2.45g(10mmol)を脱水THF 20mLに溶解、0℃に冷却した。その溶液にイソブチルマグネシウムブロミド(1M THF溶液) 22mL(22mmol)を滴下し、滴下終了後、2時間加熱還流した。反応溶液を放冷却後、水、10%塩酸水溶液を加えて有機層を分離し、有機層を水、塩水で洗浄して硫酸マグネシウムで乾燥させた。溶液を濃縮後、シリカゲルカラムクロマトグラフ(ヘキサン100%)で精製することにより、無色の原料モノマーCを0.6g(収率30%)得た。得られた化合物は1H−NMRにより、3,4−ジイソブチルチオフェンであることを確認した。
(2)ポリチオフェン7の合成
窒素気流下、塩化鉄(III) 0.82g(5.06mmol)をクロロホルム10mLに溶解させた。その溶液に、上記で合成した原料モノマーC 0.25g(1.27mmol)を滴下して室温にて2時間撹拌し、水・メタノールを加えて反応を停止した。生じた黒色沈殿物をクロロホルム100mLに再溶解した後、さらに水100mLを加えて撹拌することで金属不純物の洗浄を行った。クロロホルム層を濃縮し、アセトンを加えて沈殿を得た。この沈殿をアセトン:メタノール=1:1(体積比)溶媒でソックスレー洗浄することにより、ポリチオフェン7を得た。得られた化合物は1H−NMRにより、上記に示す構造のポリチオフェン7であることを確認した。
(1)3−(2−エチルヘキシル)チオフェン(原料モノマーD)の合成
窒素気流下、3−ブロモチオフェン 3.27g(20mmol)を脱水THF 20mLに溶解、0℃に冷却した。その溶液に2−エチルヘキシルマグネシウムブロミド(1M ジエチルエーテル溶液) 24mL(24mmol)を滴下し、滴下終了後、3時間加熱還流した。反応溶液を放冷却後、水、10%塩酸水溶液を加えて有機層を分離し、有機層を水、塩水で洗浄して硫酸マグネシウムで乾燥させた。溶液を濃縮後、シリカゲルカラムクロマトグラフ(ヘキサン100%)で精製することにより、無色の原料モノマーDを2.6g(収率66%)得た。得られた化合物は1H−NMRにより、3−(2−エチルヘキシル)チオフェンであることを確認した。
(2)ポリチオフェン14の合成
窒素気流下、塩化鉄(III) 0.82g(5.06mmol)をクロロホルム10mLに溶解させた。その溶液に、上記で合成した原料モノマーD 0.28g(1.27mmol)を滴下して室温にて2時間撹拌し、水・メタノールを加えて反応を停止した。生じた黒色沈殿物をクロロホルム100mLに再溶解した後、さらに水100mLを加えて撹拌することで金属不純物の洗浄を行った。クロロホルム層を濃縮し、アセトンを加えて沈殿を得た。この沈殿をアセトン:メタノール=1:1(体積比)溶媒でソックスレー洗浄することにより、ポリチオフェン14を得た。得られた化合物は1H−NMRにより、上記に示す構造のポリチオフェン14であることを確認した。
[ポリチオフェン膜の作製]
ポリチオフェン 10mgに、THF−キシレン(7:3)溶液を1mL加えて、超音波洗浄器「US−2」(井内盛栄堂(株)製、出力120W、間接照射)を用いて溶解させた。一方、基板として、1.1mmの厚み、40mm×50mmのガラス基板をアセトン中で超音波洗浄した後、10分間UV−オゾン処理を行った。ポリチオフェンのTHF−キシレン溶液をこのガラス基板上にスピンコート(2000rpm、30秒間)した後、室温乾燥することでポリチオフェン膜を作製した。得られたポリチオフェン膜のイオン化ポテンシャルを、下記の手法で測定・評価した。
[イオン化ポテンシャルの測定]
ポリチオフェンのイオン化ポテンシャルは、光電子分光装置「AC−2」(理研計器(株)製)を用い、大気中にて光電子分光によって測定した。イオン化ポテンシャルの値が正に大きいほど、ポリチオフェン高分子の主鎖の共役系が切断される状態を示し、よって高分子主鎖のねじれが大きい。
単層カーボンナノチューブとしてASP−100F(Hanwha nanotech社製、純度95%)10mg、及び25mgのポリチオフェン1に、o−ジクロロベンゼン10mLを加えて、メカニカルな攪拌装置で20分間攪拌した。その後、超音波洗浄機「US−2」(井内盛栄堂(株)製、出力120W、間接照射)を用いて、30℃で40分間超音波分散することによって、熱電変換材料のo−ジクロロベンゼン溶液を作製した。一方、基板として、1.1mmの厚み、40mm×50mmのガラス基板をアセトン中で超音波洗浄した後、10分間UV−オゾン処理を行った。上記熱電変換材料のo−ジクロロベンゼン溶液をこのガラス基板上にスピンコート(1500rpm、30秒間)した後、室温真空条件で3時間乾燥することで、厚さ約50nmの熱電変換層を形成した。
得られた熱電変換層の導電率、CNT分散性を、下記の手法で測定・評価した。結果を表1に示す。
形成した熱電変換層の導電率は、「高抵抗率計:ハイレスタUP」または「低抵抗率計:ロレスタGP」(いずれも(株)三菱化学アナリテック製)を用い表面抵抗率(単位:Ω/□)を測定し、触針型膜厚計により膜厚(単位:cm)を測定し、下記式より導電率(S/cm)を算出した。
(導電率)=1/((表面抵抗)×(膜厚))
CNT分散性は目視により下記の3段階の基準で評価した。
1:CNTの分散に要する時間が5分より短い
2:CNTの分散に要する時間が5分以上、15分より短い
3:CNTの分散に要する時間が15分以上
実施例1−1において、ポリチオフェンの種類を表1に示すように変更した以外は実施例1−1と同様にして、熱電変換層を形成し、評価した。結果を表1に示す。
実施例1−1において、単層カーボンナノチューブとしてASP−100F(Hanwha nanotech社製、純度95%)0.5mg、及び34.5mgのポリチオフェン1を用いた以外は、実施例1−1と同様にして熱電変換層を形成し、評価した。
実施例1−1において、ポリチオフェンの種類を表1に示すように変更した以外は実施例1−1と同様にして、熱電変換層を形成し、評価した。結果を表1に示す。
実施例1−1において、単層カーボンナノチューブとしてASP−100F(Hanwha nanotech社製、純度95%)0.5mg、及び34.5mgのポリチオフェン11を用いた以外は、実施例1−1と同様にして熱電変換層を形成し、評価した。
これに対し、チオフェン環の3位及び4位のいずれか一方が水素原子であるポリチオフェンを用いた比較例1−1〜1−5では、ポリマー主鎖のねじれが小さく、導電率が大きく低下した。さらに、熱電変換材料の全固形分中のCNT含有量が2質量%未満で、かつポリチオフェン重合体の含有量が80質量%を超える比較例1−5は、導電率と分散性が著しく低下した。
厚さ300μmのニトフロンNo.901UL(日東電工社製)と両面粘着フイルムを用い、ガラス基板上に型枠を作製した。型枠内に実施例1−1と同様に作製した熱電変換材料のo−ジクロロベンゼン溶液を流し込み、室温下で乾燥させたのち、温度80℃のホットプレート上で10分間アニール処理を行い、該型枠を剥離することで、厚さ2.0μmの熱電変換層を成膜し、熱電変換素子を作製した。
得られた熱電変換素子の導電率、熱電特性、成膜性を下記の手法で測定・評価した。結果を表2に示す。
熱電特性測定装置MODEL RZ2001i(オザワ科学社製)を用い、温度100℃の大気雰囲気で測定を行い、ゼーベック係数(V/K)と導電率(S/cm)を測定した。得られたゼーベック係数と導電率から、熱電特性としてPower Factor (PF値)を、下記式より算出した。
PF=(ゼーベック係数)2×(導電率)
成膜性は熱電変換層を目視により観察し、下記の2段階の基準で評価した。
1:凝集物がほぼ確認されず、成膜性が良好。
2:凝集物が少し確認され、成膜性が低下。
実施例2−1において、熱電変換材料として実施例1−2〜1−7と同様に作製した熱電変換材料のo−ジクロロベンゼン溶液を用いた以外は、実施例2−1と同様にして、熱電変換素子を作製し、評価した。
実施例2−1において、熱電変換材料として比較例1−1〜1−4と同様に作製した熱電変換材料のo−ジクロロベンゼン溶液を用いた以外は、実施例2−1と同様にして、熱電変換素子を作製し、評価した。
これに対し、チオフェン環の3位及び4位のいずれか一方が水素原子であるポリチオフェンを用いた比較例2−1〜2−4では、導電率、熱電特性がともに低かった。
1.カーボンナノチューブ分散ペーストの作製
ポリチオフェン2(AmericanDyeSource社製)720mgに、o−ジクロロベンゼン40mlを加えて、超音波洗浄機「US−2」(井内盛栄堂(株)製、出力120W、間接照射)を用い、40℃で10分間の条件で、ポリチオフェン溶液3−1を作製した。
次に、溶液3−1に単層カーボンナノチューブとしてASP−100F(Hanwha nanotech社製、純度95%)960mgを加え、超音波ホモジナイザーVC−750(SONICS&MATERIALS.Inc製、テーパーマイクロチップ(プローブ径6.5mm)使用、出力50W、直接照射、Duty比50%)を用いて、30℃で30分間超音波分散し、さらに、超音波洗浄機「US−2」(井内盛栄堂(株)製、出力120W、間接照射)を用いて、30℃で60分間超音波分散することによって、カーボンナノチューブ分散液3−1を作製した。
次に、分散液3−1に非共役高分子として重合度2,000のポリスチレン(和光純薬製)1.68g添加し、50℃の温浴中にて溶解させたのち、自公転式攪拌装置ARE−250(シンキー製)で回転数2000rpm、攪拌時間15分で攪拌することで、カーボンナノチューブ分散ペースト3−1を作製した。このペーストの固形分中のCNT含有率は28.6質量%、ポリチオフェン含有率は21.4質量%であった。分散ペースト3−1のCNT分散性を評価した。
上記で調製したカーボンナノチューブ分散ペースト3−1を基板上に成膜して、熱電変換層を形成した。
詳細には、イソプロピルアルコール中で超音波洗浄した後、10分間UV−オゾン処理を行った厚み1.1mmのガラス基板上に、レーザー加工で形成した開口部13×13mmを有し、かつ厚み2mmのメタルマスクをかぶせた。次に、開口部に上記で調製したカーボンナノチューブ分散ペースト3−1を注入したのち、メタルマスクを取り外し、次いでガラス基板を80℃のホットプレート上で加熱乾燥させて、熱電変換層3−1を作製し、その成膜性、導電率、及び熱電性能を評価した。
上記で調製したカーボンナノチューブ分散ペースト3−1を用いて、図3に示す熱電変換素子を作製した。
詳細には、イソプロピルアルコール中で超音波洗浄した後、大きさ40×50mm、厚み1.1mのガラス基板(32)上に、エッチングにより形成した開口部20×20mmのメタルマスクを用いて、イオンプレーティング法によりクロムを100nm、次に金を200nm積層成膜(30及び31)することにより、電極1(33)を形成した。
次に、レーザー加工で形成した開口部13×13mmを有し、かつ厚み2mmのメタルマスクを用いて、上記で調製したカーボンナノチューブ分散ペースト3−1を注入し、次いでガラス基板を80℃のホットプレート上で加熱乾燥させることで、電極1上に熱電変換層3−1(34)を形成した。
次に、導電性ペーストドータイトD−550(藤倉化成製、銀ペースト)をスクリーン印刷法により塗布して、熱電変換層3−1上に電極2(35)を成膜し、熱電変換素子3−1(3)を作製し、その熱起電力を評価した。
[CNT分散性]
CNT分散性はペーストをスライドガラスに滴下し、カバーガラスをのせたのち、目視により観察し、および下記の4段階の基準で評価した。
1:黒色の凝集物が観測されなかった。
2:大きさ0.5mm未満の黒色の凝集物が観測された。
3:大きさ0.5mm以上、1mm未満の黒色の凝集物が観測された。
4:凝集物が基準3を超える量観察された。
成膜性は目視により下記の3段階の基準で評価した。
1:メタルマスクの開口部にくらべ、熱電変換層の大きさが1.5倍以下
2:メタルマスクの開口部にくらべ、熱電変換層の大きさが1.5倍より大きく、2.0倍以下
3:メタルマスクの開口部にくらべ、熱電変換層の大きさが2.0倍より大きい
実施例2−1と同様にして評価した。
実施例2−1と同様にして算出した値をもとに、下記比較例3−1に対する相対値で評価した。
熱電変換素子の熱起電力は、熱電変換素子のガラス基板を表面温度80℃のホットプレートで加熱した際に、電極1−電極2間で生じる電圧差を、デジタルマルチメーターR6581(アドバンテスト社製)で測定した。
測定した値をもとに、下記比較例3−1に対する相対値で評価した。
実施例3−1において、ポリチオフェン2を、同量のポリチオフェン4又は5に変更した以外は、実施例3−1と同様にして、熱電変換層及び熱電変換素子を作製し、その特性を評価した。
実施例3−1において、ポリチオフェン2を、同量のポリチオフェン12に変更した以外は、実施例3−1と同様にして、比較用熱電変換層及び熱電変換素子を作製し、その特性を評価した。
これに対し、チオフェン環の3位及び4位のいずれか一方が水素原子であるポリチオフェンを用いた比較例3−1では、導電率が低かった。
360mgのポリチオフェン2に、o−ジクロロベンゼン30mlを加えて、超音波洗浄機「US−2」(井内盛栄堂(株)製、出力120W、間接照射)を用い、ポリチオフェン溶液4−1を作製した。
次に、溶液4−1に単層カーボンナノチューブとしてKH SWCNT HP(KH Chemicals社製、純度80%)480mgを加え、超音波ホモジナイザーVC−750(SONICS&MATERIALS.Inc製、テーパーマイクロチップ(プローブ径6.5mm)使用、出力50W、直接照射、Duty比50%)を用いて、30℃で30分間超音波分散することで、カーボンナノチューブ分散液4−1を作製した。
次に、分散液4−1に非共役高分子としてポリ(2−ビニルナフタレン)(重量平均分子量17.5万、Aldrich製)0.86g添加し、50℃の温浴中にて溶解させたのち、自公転式攪拌装置ARE−250(シンキー製)で回転数2200rpm、攪拌時間15分で攪拌することで、カーボンナノチューブ分散ペースト前駆体4−1を作製した。
さらに、前駆体4−1を、3本ロールミル分散機BR−100V(アイメックス社製)を用い、回転比1:1.7:2.9の条件で、15回切り返し、カーボンナノチューブ分散ペースト4−1を調製した。
このペーストの固形分中のCNT含有率は28.2質量%、ポリチオフェンの含有率は21.1質量%であった。分散ペースト4−1のCNT分散性を実施例3−1と同様に評価した。
実施例4−1において、ポリチオフェン2のかわりに、同量のポリチオフェン4を用いた以外は、実施例4−1と同様にして、カーボンナノチューブ分散ペースト4−2を作製した。
実施例4−2において、ポリ(2−ビニルナフタレン)のかわりに、同量のPC−Z型ポリカーボネート(帝人化成株式会社製、製品名「パンライトTS−2020」)を用いた以外は実施例4−2と同様にして、カーボンナノチューブ分散ペースト4−3を作製した。
基板として、下記で作製したポリエチレンテレフタレート(以下、PET)フィルムを用いて熱電変換素子を作製した。
Geを触媒として重縮合したPET樹脂を含水率50ppm以下に乾燥させ、ヒーター温度を280〜300℃に設定し、押し出し機内で溶融させた。溶融させたPET樹脂をダイ部より静電印加されたチルロール上に吐出させ、非結晶ベースを得た。得られた非結晶ベースをベース進行方向に3.3倍に延伸した後、幅方向に対して3.8倍に延伸し、厚さ188μmの支持体を得た。
得られた支持体の両面に対して730J/m2の条件でコロナ放電処理を行った後、この両面に下記組成の接着層用塗布液Aを塗布量4.4cm3/m2としてバーコート法により塗布した。そして、これを160℃で1分乾燥して接着層を形成することで、支持体の両面に接着層が形成された積層シート(導電体)を得た。
・ウレタン樹脂バインダ 30.7質量部
(三井化学(株)製、オレスターUD350、固形分38質量%、ガラス転移温度33℃)
・アクリル樹脂バインダ 4.2質量部
(ダイセルファインケム(株)製AS563、固形分27.5質量%、ガラス転移温度47℃)
・架橋剤 5.8質量部
(日清紡(株)製、カルボジライトV-02-L2、固形分40質量%)
・添加剤(フィラー) 1.9質量部
(日本アエロジル(株)製、アエロジルOX-50、固形分10質量%)
・添加剤(フィラー) 0.8質量部
(日産化学(株)製,スノーテックスXL、固形分40質量%)
・添加剤(すべり剤) 1.9質量部
(中京油脂(株)製、セロゾール524、固形分30質量%)
・界面活性剤1 15.5質量部
(日本油脂(株)製、ラピゾールB−90、アニオン性1質量%)
・界面活性剤2 19.4質量部
(三洋化成工業(株)製、ナロアクティーCL−95、ノニオン性1質量%)
・純水 合計が1000質量部になるように添加
実施例4−1において、ポリ(2−ビニルナフタレン)のかわりに同量の重合度2,000のポリスチレン(和光純薬製)を用いた以外は実施例4−1と同様にして、カーボンナノチューブ分散ペースト5−1を作製した。
大きさ40×50mmの積層シート上に、エッチングにより形成した開口部20×20mmのメタルマスクを用いて、イオンプレーティング法によりクロムを100nm、次に金を200nm積層成膜することにより、電極1を形成した。
次に、レーザー加工で形成した開口部13×13mmを有し、かつ厚み2mmのメタルマスクを用いて、上記で調製したカーボンナノチューブ分散ペースト5−1を注入し、フィルム基板を80℃のホットプレート上で加熱乾燥させることで、電極1上に熱電変換層5−1を形成した。
次に、導電性ペーストドータイトD−550(藤倉化成製、銀ペースト)をスクリーン印刷法により塗布して、熱電変換層5−1上に電極2を成膜し、熱電変換素子5−1を作製した。
熱電変換素子のフィルム基板を表面温度80℃のホットプレートで加熱した際に、電極1−電極2間で生じる電圧差を、デジタルマルチメーターR6581(アドバンテスト社製)で測定したところ、電圧差が生じるのを確認した。
実施例5−1において、ポリチオフェン2のかわりに同量のポリチフェン4を用いた以外は実施例5−1と同様にして、カーボンナノチューブ分散ペースト5−2を作製した。続いて、カーボンナノチューブ分散ペースト5−1の代わりに、カーボンナノチューブ分散ペースト5−2を用いた以外は実施例5−1と同様にして、熱電変換素子5−2を作製した。
熱電変換素子のフィルム基板を表面温度80℃のホットプレートで加熱した際に、電極1−電極2間で生じる電圧差を、デジタルマルチメーターR6581(アドバンテスト社製)で測定したところ、電圧差が生じるのを確認した。
実施例1−1と同様にして熱電変換材料のo−ジクロロベンゼン溶液を作製した。インクジェット印刷装置を用いて、この溶液をガラス基板上に8mm×8mmでパターン印刷した。インクジェット印刷装置は、富士フイルムダイマティックス社製インクジェットプリンター:DMP−2831を用い、ガラス基板上にノズルあたり10plの液滴量で熱電変換材料溶液を吐出することによりパターンを形成した。この際、吐出される熱電変換材料溶液が40℃となるように装置内で加熱した。
パターン形成後、120℃にて15分間加熱して溶媒を留去した後、さらにインクジェット印刷を繰り返し行い、熱電変換層を厚さ2.0μmに成膜し、熱電変換素子を作製した。
得られた熱電変換素子の熱電特性を実施例2−1と同様にして評価した。
実施例6−1において、熱電変換材料のo−ジクロロベンゼン溶液を、実施例1−2〜1−7で作製したものに変更した以外は実施例6−1と同様にして、熱電変換素子を作製し、実施例6−1と同様にして評価した。
11、17 金属板
12、22 第1の基材
13、23 第1の電極
14、24 熱電変換層
15、25 第2の電極
16、26 第2の基材
30 クロム層
31 金層
32 ガラス基板
33 電極1
34 熱電変換層
35 電極2(導電性ペースト)
Claims (16)
- 一般式(1)において、R2が炭素原子数4〜12のアルキル基である請求項1記載の熱電変換材料。
- 一般式(1)において、R1が炭素原子数1〜4のアルキル基である請求項1又は2記載の熱電変換材料。
- 一般式(1)において、R2が炭素原子数4〜12の分岐アルキル基である請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱電変換材料。
- 一般式(1)において、R1が炭素原子数1〜3の直鎖アルキル基である請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱電変換材料。
- 一般式(1)において、R2が2−メチルヘキシル基、2−エチルヘキシル基、2−メチルオクチル基、又は2−エチルオクチル基である請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱電変換材料。
- 一般式(1)において、R2が2−エチルヘキシル基である請求項1〜6のいずれか1項に記載の熱電変換材料。
- 一般式(1)において、R1がメチル基である請求項1〜7のいずれか1項に記載の熱電変換材料。
- 熱電変換材料の全固形分中に、カーボンナノチューブを2〜60質量%、ポリチオフェン重合体を20〜80質量%含有する請求項1〜8のいずれか1項に記載の熱電変換材料。
- さらに非共役系高分子を含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載の熱電変換材料。
- さらに溶媒を含む、請求項1〜10のいずれか1項に記載の熱電変換材料。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載の熱電変換材料を熱電変換層に用いた熱電変換素子。
- 基材と、該基材上に設けられた熱電変換層とを備えた請求項12記載の熱電変換素子。
- さらに電極を有する請求項12又は13記載の熱電変換素子。
- 請求項12〜14のいずれか1項に記載の熱電変換素子を用いた熱電発電用物品。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載の熱電変換材料を基材上にインクジェット印刷法で印刷して熱電変換層を設ける工程を含む、熱電変換素子の製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013132805A JP5931807B2 (ja) | 2012-07-11 | 2013-06-25 | 熱電変換材料、これを用いた熱電変換素子及び熱電発電用物品、並びに熱電変換素子の製造方法 |
PCT/JP2013/068036 WO2014010456A1 (ja) | 2012-07-11 | 2013-07-01 | 熱電変換材料、これを用いた熱電変換素子及び熱電発電用物品、並びに熱電変換素子の製造方法 |
CN201380029249.9A CN104335372B (zh) | 2012-07-11 | 2013-07-01 | 热电转换材料、使用其热电转换元件和热电发电用物品、以及热电转换元件的制造方法 |
US14/564,351 US9461230B2 (en) | 2012-07-11 | 2014-12-09 | Thermoelectric conversion material, thermoelectric conversion element and article for thermoelectric power generation using same, and method for manufacturing thermoelectric conversion element |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012155984 | 2012-07-11 | ||
JP2012155984 | 2012-07-11 | ||
JP2013132805A JP5931807B2 (ja) | 2012-07-11 | 2013-06-25 | 熱電変換材料、これを用いた熱電変換素子及び熱電発電用物品、並びに熱電変換素子の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014033190A JP2014033190A (ja) | 2014-02-20 |
JP5931807B2 true JP5931807B2 (ja) | 2016-06-08 |
Family
ID=49915919
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013132805A Expired - Fee Related JP5931807B2 (ja) | 2012-07-11 | 2013-06-25 | 熱電変換材料、これを用いた熱電変換素子及び熱電発電用物品、並びに熱電変換素子の製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9461230B2 (ja) |
JP (1) | JP5931807B2 (ja) |
CN (1) | CN104335372B (ja) |
WO (1) | WO2014010456A1 (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016001711A (ja) * | 2014-06-12 | 2016-01-07 | 日本電信電話株式会社 | 熱電変換材料およびその製造方法 |
JP6209142B2 (ja) * | 2014-09-08 | 2017-10-04 | 富士フイルム株式会社 | 熱電変換素子 |
PT3199673T (pt) * | 2014-09-24 | 2020-10-15 | Kai Li Huang | Fibra de controle ambiental de energia verde, método de fabricação e tecidos feitos pelo mesmo |
JP6531284B2 (ja) * | 2015-07-28 | 2019-06-19 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 熱電装置および熱電変換ユニット |
KR102023636B1 (ko) * | 2017-11-06 | 2019-09-20 | 주식회사 부일신소재 | 카본 복합재를 이용한 손목시계 부품 및 그 제조방법 |
EP3902021A4 (en) * | 2018-12-18 | 2022-03-02 | Toyo Ink SC Holdings Co., Ltd. | THERMOELECTRIC TRANSFORMATION MATERIAL AND THERMOELECTRIC TRANSFORMATION ELEMENT MADE THEREOF |
JP7451932B2 (ja) | 2019-10-17 | 2024-03-19 | artience株式会社 | 熱電変換材料及びそれを用いた熱電変換素子 |
CN110763344B (zh) * | 2019-10-30 | 2021-04-09 | 广东先导稀材股份有限公司 | 一种GaN基光热探测薄膜元件 |
TWI795192B (zh) * | 2022-01-25 | 2023-03-01 | 國立成功大學 | 熱電高分子薄膜、其製備方法、供電裝置及溫控裝置 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004087714A (ja) * | 2002-08-26 | 2004-03-18 | Toyota Motor Corp | ハイブリッド熱電変換材料 |
JP2006312673A (ja) * | 2005-05-09 | 2006-11-16 | Toray Ind Inc | カーボンナノチューブ分散ペースト、およびカーボンナノチューブ分散コンポジット |
JP5076319B2 (ja) * | 2005-08-19 | 2012-11-21 | 東レ株式会社 | カーボンナノチューブ分散液 |
JP2008305831A (ja) * | 2007-06-05 | 2008-12-18 | Tokyo Gas Chemicals Co Ltd | 熱電変換材料 |
JP2010199276A (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-09 | Konica Minolta Holdings Inc | 熱電変換素子およびその製造方法 |
CN101931043B (zh) * | 2009-06-19 | 2013-03-20 | 清华大学 | 热电转换材料 |
CA2814993C (en) * | 2010-10-18 | 2017-02-14 | Wake Forest University | Thermoelectric apparatus and applications thereof |
JP5652767B2 (ja) * | 2010-11-09 | 2015-01-14 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 光熱発電素子及び該光熱発電素子を用いた光熱発電方法 |
JP5670980B2 (ja) * | 2011-09-28 | 2015-02-18 | 富士フイルム株式会社 | 熱電変換材料及び熱電変換素子 |
-
2013
- 2013-06-25 JP JP2013132805A patent/JP5931807B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2013-07-01 WO PCT/JP2013/068036 patent/WO2014010456A1/ja active Application Filing
- 2013-07-01 CN CN201380029249.9A patent/CN104335372B/zh not_active Expired - Fee Related
-
2014
- 2014-12-09 US US14/564,351 patent/US9461230B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104335372A (zh) | 2015-02-04 |
CN104335372B (zh) | 2016-11-16 |
US20150096604A1 (en) | 2015-04-09 |
US9461230B2 (en) | 2016-10-04 |
WO2014010456A1 (ja) | 2014-01-16 |
JP2014033190A (ja) | 2014-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5931807B2 (ja) | 熱電変換材料、これを用いた熱電変換素子及び熱電発電用物品、並びに熱電変換素子の製造方法 | |
JP5848284B2 (ja) | 熱電変換素子及びこれを用いた熱電変換材料 | |
JP6110818B2 (ja) | 熱電変換材料、熱電変換素子ならびにこれを用いた熱電発電用物品およびセンサー用電源 | |
JP5789580B2 (ja) | 熱電変換材料及び熱電変換素子 | |
JP6009423B2 (ja) | 熱電変換材料及び熱電変換素子 | |
JP5984870B2 (ja) | 熱電変換素子、熱電変換層形成用組成物 | |
KR20150085523A (ko) | 그래핀 소재와 전도성 중합체를 포함한 막 형성용 조성물 | |
US20160211434A1 (en) | Thermoelectric conversion material, thermoelectric conversion element and method for manufacturing thermoelectric conversion element | |
Bhadra et al. | Electrical and electronic application of polymer–carbon composites | |
WO2014119468A1 (ja) | 熱電変換材料、熱電変換素子並びにこれを用いた熱電発電用物品及びセンサー用電源 | |
WO2018159685A1 (ja) | 熱電変換層、熱電変換層形成用組成物、熱電変換素子、熱電変換モジュール | |
WO2014178284A1 (ja) | 熱電変換材料、熱電変換素子、熱電発電用物品及びセンサー用電源 | |
JP5931763B2 (ja) | 熱電変換材料、熱電変換素子並びにこれを用いた熱電発電用物品及びセンサー用電源 | |
US20160211432A1 (en) | Thermoelectric conversion element | |
WO2018012370A1 (ja) | n型半導体層、熱電変換層、熱電変換素子、熱電変換モジュール、及びn型半導体層形成用組成物 | |
WO2017104591A1 (ja) | n型熱電変換層、熱電変換素子およびn型熱電変換層形成用組成物 | |
WO2016039224A1 (ja) | 熱電変換素子、熱電変換層、熱電変換層形成用組成物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141031 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150630 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150803 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151117 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160108 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160412 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160427 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5931807 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |