JP6870747B2 - 熱電変換素子および熱電変換素子の製造方法 - Google Patents
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Description
複数の第1熱電変換部と、複数の第2熱電変換部と、絶縁体層と、を有し、
前記第1熱電変換部と前記第2熱電変換部とが一方向において交互に配列して接合し、
前記第1熱電変換部と前記第2熱電変換部との接合面の一部の領域において、前記第1熱電変換部と前記第2熱電変換部とが直接接合し、前記接合面の他の領域において、前記第1熱電変換部と前記第2熱電変換部との間に前記絶縁体層を介して接合し、
前記第1熱電変換部と前記第2熱電変換部との配列方向における両端に位置する第1主面および第2主面と、前記配列方向に垂直な方向における両端に位置する端面と、を有する積層体と、
前記積層体の前記第1主面および前記第2主面それぞれに設けられた電極と、を備え、
前記絶縁体層は、前記第2熱電変換部における端面を覆い、
前記配列方向における、前記第2熱電変換部の厚さに対する前記第1熱電変換部の厚さの比率は、5以上且つ11以下であり、
前記電極は、前記第1主面および前記第2主面における前記第2熱電変換部の前記配列方向への投影領域の内側に配置されている。
前記電極が、少なくとも前記第1主面または前記第2主面に接する部位がNiCrから形成されているNiCr層を備える、ものであってもよい。
前記NiCr層の前記配列方向における厚さが最も薄い部分の厚さが、1μm以下であってもよい。
前記電極が、金属膜を含む、ものであってもよい。
前記第1熱電変換部が、酸化物半導体であり、
前記第2熱電変換部が、金属を含む半導体であり、
前記絶縁体層が、酸化物絶縁体であってもよい。
前記酸化物半導体が、複合酸化物を含むN型半導体であり、
前記金属を含む半導体が、NiとMoと前記複合酸化物とを含むP型半導体であり、
前記酸化物絶縁体が、Y2O3−ZrO2を含み、
前記複合酸化物が、Sr、LaおよびTiを含む、ものであってもよい。
前記酸化物絶縁体が、更に、Mnを含む、ものであってもよい。
第1熱電変換部の基となる酸化物熱電変換材料シート上に、第1スリットが設けられた第1絶縁体ペースト層を形成する工程と、
前記第1絶縁体ペースト層上に、前記第1スリットを覆う金属熱電変換材料ペースト層を形成する工程と、
前記第1絶縁体ペースト層上における前記金属熱電変換材料ペースト層の周囲に第2絶縁体ペースト層を形成する工程と、
前記金属熱電変換材料ペースト層および第2絶縁体ペースト層を覆い、第2スリットが設けられた第3絶縁体ペースト層を形成する工程と、
前記酸化物熱電変換材料シート、前記金属熱電変換材料ペースト層、前記第1絶縁体ペースト層、前記第2絶縁体ペースト層および前記第3絶縁体ペースト層を含む積層体を生成する工程と、
前記積層体を焼成する工程と、を含み、
前記酸化物熱電変換材料シートおよび前記金属熱電変換材料ペースト層の厚さは、前記積層体を焼成する工程の後において、前記金属熱電変換材料ペースト層の厚さに対する前記酸化物熱電変換材料シートの厚さの比率が、5以上且つ11以下となるように設定されている。
前記積層体を焼成する工程の後に電極を形成する工程を更に含んでもよい。
前記電極を形成する工程において、スパッタリング法を利用して前記電極を形成してもよい。
Claims (10)
- 複数の第1熱電変換部と、複数の第2熱電変換部と、絶縁体層と、を有し、
前記第1熱電変換部と前記第2熱電変換部とが一方向において交互に配列して接合し、
前記第1熱電変換部と前記第2熱電変換部との接合面の一部の領域において、前記第1熱電変換部と前記第2熱電変換部とが直接接合し、前記接合面の他の領域において、前記第1熱電変換部と前記第2熱電変換部との間に前記絶縁体層を介して接合し、
前記第1熱電変換部と前記第2熱電変換部との配列方向における両端に位置する第1主面および第2主面と、前記配列方向に垂直な方向における両端に位置する端面と、を有する積層体と、
前記積層体の前記第1主面および前記第2主面それぞれに設けられた電極と、を備え、
前記絶縁体層は、前記第2熱電変換部における端面を覆い、
前記配列方向における、前記第2熱電変換部の厚さに対する前記第1熱電変換部の厚さの比率は、5以上且つ11以下であり、
前記電極は、前記第1主面および前記第2主面における前記第2熱電変換部の前記配列方向への投影領域の内側に配置されている、
熱電変換素子。 - 前記電極は、少なくとも前記第1主面または前記第2主面に接する部位がNiCrから形成されているNiCr層を備える、
請求項1に記載の熱電変換素子。 - 前記NiCr層の前記配列方向における厚さが最も薄い部分の厚さは、1μm以下である、
請求項2に記載の熱電変換素子。 - 前記電極は、金属膜を含む、
請求項3に記載の熱電変換素子。 - 前記第1熱電変換部は、酸化物半導体であり、
前記第2熱電変換部は、金属を含む半導体であり、
前記絶縁体層は、酸化物絶縁体である、
請求項1から4のいずれか1項に記載の熱電変換素子。 - 前記酸化物半導体は、複合酸化物を含むN型半導体であり、
前記金属を含む半導体は、NiとMoと前記複合酸化物とを含むP型半導体であり、
前記酸化物絶縁体は、Y2O3−ZrO2を含み、
前記複合酸化物は、Sr、LaおよびTiを含む、
請求項5に記載の熱電変換素子。 - 前記酸化物絶縁体は、更に、Mnを含む、
請求項6に記載の熱電変換素子。 - 第1熱電変換部の基となる酸化物熱電変換材料シート上に、第1スリットが設けられた第1絶縁体ペースト層を形成する工程と、
前記第1絶縁体ペースト層上に、前記第1スリットを覆う金属熱電変換材料ペースト層を形成する工程と、
前記第1絶縁体ペースト層上における前記金属熱電変換材料ペースト層の周囲に第2絶縁体ペースト層を形成する工程と、
前記金属熱電変換材料ペースト層および前記第2絶縁体ペースト層を覆い、第2スリットが設けられた第3絶縁体ペースト層を形成する工程と、
前記酸化物熱電変換材料シート、前記金属熱電変換材料ペースト層、前記第1絶縁体ペースト層、前記第2絶縁体ペースト層および前記第3絶縁体ペースト層を含む積層体を生成する工程と、
前記積層体を焼成する工程と、を含み、
前記酸化物熱電変換材料シートおよび前記金属熱電変換材料ペースト層の厚さは、前記積層体を焼成する工程の後において、前記金属熱電変換材料ペースト層の厚さに対する前記酸化物熱電変換材料シートの厚さの比率が、5以上且つ11以下となるように設定されている、
熱電変換素子の製造方法。 - 前記積層体を焼成する工程の後に電極を形成する工程を更に含む、
請求項8に記載の熱電変換素子の製造方法。 - 前記電極を形成する工程において、スパッタリング法を利用して前記電極を形成する、
請求項9に記載の熱電変換素子の製造方法。
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