JP6089979B2 - 熱電変換部品 - Google Patents
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Description
本発明は、前記課題に鑑みてなされたもので、接合層の接合強度を向上させ、電気抵抗および熱抵抗の増大を抑制する技術を提供することを目的とする。
(1)熱電変換部品の製造方法:
(2)実施例:
(3)他の実施形態:
図1は、熱電変換部品の一実施形態の製造方法を示すフローチャートである。本実施形態における熱電変換部品の製造方法は、熱電材料のバルクが製造された後に実行される。すなわち、図1に示す熱電変換部品の製造方法を実行する前に、予めn型熱電材料およびp型熱電材料のバルクを製造する。本実施形態にかかるn型熱電材料およびp型熱電材料はBi2Te3系の熱電材料であり、Bi,Sbからなる群から選択される少なくとも1種の元素と、Te,Seからなる群から選択される少なくとも1種の元素とによって(Bi,Sb)2(Te,Se)3の組成となるように秤量された原料に対して各種の加工法を適用することでn型熱電材料およびp型熱電材料が製造される。なお、(Bi,Sb)と(Te,Se)との組成比が2:3から僅かにずれたとしても、Bi2Te3と同様の結晶構造(空間群R3−mの菱面体結晶構造(−は通常、3の上方に表記される))である限り、Bi2Te3系の熱電材料である。
次に、上述の製造方法で製造した熱電変換部品の実施例を説明する。本実施例においては、Bi1.9Sb0.1Te2.7Se0.3の組成比の原料を熱電材料の出発原料とした。Bi,Sb,Te,Seを秤量して上述の各出発原料となるように各元素の組成を調整し、各出発原料をアルゴン雰囲気中で700℃に加熱して溶解させ、攪拌した。さらに、攪拌/溶解後の出発原料を冷却して凝固させることにより、熱電材料の合金とした。
本発明は、上述の実施形態以外にも種々の実施形態を採用することが可能である。また、種々の要素を発明特定事項とすることができる。さらに、接合層と熱電素子との間に拡散防止層が形成されていない実施例や接合層とCu電極との間に拡散防止層が形成されている実施例を構成することも可能である。さらに、接合層と熱電素子との間に接合強度向上層が形成されていても良い。またCu電極とは、全てがCuからなる電極であってもよいし、Cuが積層された電極、Cuを含む電極、Cu合金であってもよい。Cuが積層された電極においては、接合層側にCuが積層されていることが好ましい。Cuを含む電極とは、Cuと別の材料とが混合されている電極を示す。すなわち、接合層へCuを拡散できることができれば、接合層の空隙をCuで埋めることができ、接合層の強度が強くなる。また、接合層の電気伝導率は大きくなり、熱電変換部品における熱電変換効率が低下することを防止することができる。
Claims (4)
- Cu電極と、
熱電素子と、
前記Cu電極と前記熱電素子とを接合するAgとCuの混合物から構成される接合層とを備え、
前記接合層は、前記接合層内に形成されたAgの隙間がCuで埋められた構造である、
熱電変換部品。 - 前記接合層と前記熱電素子との間には、前記接合層と前記熱電素子との間における材料の拡散を防止する拡散防止層が形成されている、
請求項1に記載の熱電変換部品。 - 前記接合層と前記Cu電極との間には、前記接合層と前記Cu電極との間の接合強度を向上させる接合強度向上層が形成されている、
請求項1または請求項2のいずれかに記載の熱電変換部品。 - Cu電極と熱電素子とを接合するAgとCuの混合物から構成される接合層の形成方法であって、
前記Cu電極と前記熱電素子との間においてAg粒子を含むペーストを焼結することによって焼結体を形成し、
前記焼結体の形成時または形成後に前記焼結体と前記Cu電極とが接した状態で320℃〜380℃に加熱することによって前記Cu電極からAgの隙間にCuを拡散させる、
接合層の形成方法。
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