JPH10337060A - 磁気発電装置 - Google Patents
磁気発電装置Info
- Publication number
- JPH10337060A JPH10337060A JP17877197A JP17877197A JPH10337060A JP H10337060 A JPH10337060 A JP H10337060A JP 17877197 A JP17877197 A JP 17877197A JP 17877197 A JP17877197 A JP 17877197A JP H10337060 A JPH10337060 A JP H10337060A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductivity type
- semiconductor layer
- type semiconductor
- magnetic
- junction
- 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.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】磁気エネルギーから高い変換効率で、変動の無
い代替エネルギーとしての電気エネルギーを取り出す磁
気発電装置を提供すること。 【解決手段】常温における熱平衡状態において自由電子
を有する一導電型の半導体層の表裏両側又はいずれか一
方側に、常温における熱平衡状態において自由電子を有
する他導電型の半導体層を積層して少なくとも一つのｐ
ｎ接合を形成し、一導電型層と他導電型層からそれぞれ
正負の電極を取り出すとともに、ｐｎ接合に磁力線を通
過させ、前記正負の電極から電流を取り出す構成とする
こと。
い代替エネルギーとしての電気エネルギーを取り出す磁
気発電装置を提供すること。 【解決手段】常温における熱平衡状態において自由電子
を有する一導電型の半導体層の表裏両側又はいずれか一
方側に、常温における熱平衡状態において自由電子を有
する他導電型の半導体層を積層して少なくとも一つのｐ
ｎ接合を形成し、一導電型層と他導電型層からそれぞれ
正負の電極を取り出すとともに、ｐｎ接合に磁力線を通
過させ、前記正負の電極から電流を取り出す構成とする
こと。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気エネルギーか
ら電気エネルギーへの効率の良い変換技術に属するもの
である。
ら電気エネルギーへの効率の良い変換技術に属するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来から、商用電源や蓄電池以外から電
流を取り出すものとしては、太陽光発電や風力発電のよ
うな、自然エネルギー利用のものが広く用いられてい
る。このような自然エネルギー源泉の発電技術は、化石
燃料の消費や原子力利用に伴う環境破壊への懸念から注
目されているものであり、今後もこれら代替エネルギー
の利用技術は、活発に研究・開発されていくことが予想
される。
流を取り出すものとしては、太陽光発電や風力発電のよ
うな、自然エネルギー利用のものが広く用いられてい
る。このような自然エネルギー源泉の発電技術は、化石
燃料の消費や原子力利用に伴う環境破壊への懸念から注
目されているものであり、今後もこれら代替エネルギー
の利用技術は、活発に研究・開発されていくことが予想
される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
自然エネルギー源泉の代替エネルギーは天候の影響を受
けることから、定常的な安定エネルギー利用という需要
特性から見ると、致命的欠点を有していることになる。
従って、変動の無い安定的な代替エネルギーが望まれて
いるところである。
自然エネルギー源泉の代替エネルギーは天候の影響を受
けることから、定常的な安定エネルギー利用という需要
特性から見ると、致命的欠点を有していることになる。
従って、変動の無い安定的な代替エネルギーが望まれて
いるところである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、このよ
うな従来技術と異なり、磁力線ひいては磁力から高い変
換効率で、変動の無い代替エネルギーとしての電気エネ
ルギーを取り出す磁気発電装置を提供するところにあ
る。このような本発明は、常温における熱平衡状態にお
いて自由電子を有する一導電型の半導体層の表裏両側又
はいずれか一方側に、常温における熱平衡状態において
自由電子を有する他導電型の半導体層を積層して少なく
とも一つのｐｎ接合を形成し、一導電型層と他導電型層
からそれぞれ正負の電極を取り出すとともに、ｐｎ接合
に磁力線を通過させ、前記正負の電極から電流を取り出
す構成によって実現できる。ここで、一導電型とは、半
導体のｐ型，ｎ型の一方、他導電型とは、一導電型とは
逆の導電型を表している。そしてｐ型半導体としては、
マンガン，リチウム，シリコン，テルル，アンチモン，
鉄，コバルトから選ばれた一種又は二種以上の成分を含
むものが、またｎ型半導体としては、タングステン，シ
リコン，ビスマス，ニッケル，銀，銅，アルミニウムか
ら選ばれた一種又は二種以上の成分を含むものが、本発
明を実現する上で望ましい。さらに、前述の磁気発電装
置の一方の面と他方の面に永久磁石の極面を対向配置
し、前記磁気発電装置内に、前記一方の極面から他方の
極面に向かう磁路を形成した構造も取りうるものであ
る。このような構造では、永久磁石を用いた一体的構造
を取ることになる。
うな従来技術と異なり、磁力線ひいては磁力から高い変
換効率で、変動の無い代替エネルギーとしての電気エネ
ルギーを取り出す磁気発電装置を提供するところにあ
る。このような本発明は、常温における熱平衡状態にお
いて自由電子を有する一導電型の半導体層の表裏両側又
はいずれか一方側に、常温における熱平衡状態において
自由電子を有する他導電型の半導体層を積層して少なく
とも一つのｐｎ接合を形成し、一導電型層と他導電型層
からそれぞれ正負の電極を取り出すとともに、ｐｎ接合
に磁力線を通過させ、前記正負の電極から電流を取り出
す構成によって実現できる。ここで、一導電型とは、半
導体のｐ型，ｎ型の一方、他導電型とは、一導電型とは
逆の導電型を表している。そしてｐ型半導体としては、
マンガン，リチウム，シリコン，テルル，アンチモン，
鉄，コバルトから選ばれた一種又は二種以上の成分を含
むものが、またｎ型半導体としては、タングステン，シ
リコン，ビスマス，ニッケル，銀，銅，アルミニウムか
ら選ばれた一種又は二種以上の成分を含むものが、本発
明を実現する上で望ましい。さらに、前述の磁気発電装
置の一方の面と他方の面に永久磁石の極面を対向配置
し、前記磁気発電装置内に、前記一方の極面から他方の
極面に向かう磁路を形成した構造も取りうるものであ
る。このような構造では、永久磁石を用いた一体的構造
を取ることになる。
【０００５】一導電型の半導体層の表裏両側に他導電型
の半導体層をそれぞれ積層すると、２つのｐｎ接合を有
する構造となり、この場合には、二つの一導電型半導体
層からそれぞれ電極を取り出して一つにまとめて正負の
ずれか一方の電極とすることができる。また、一導電型
の半導体層の表裏いずれかの一方側に他導電型の半導体
層を積層した場合には１つのｐｎ接合を有する構造とな
り、この場合には、各半導体層から正負それぞれの電極
として取り出せば良い。
の半導体層をそれぞれ積層すると、２つのｐｎ接合を有
する構造となり、この場合には、二つの一導電型半導体
層からそれぞれ電極を取り出して一つにまとめて正負の
ずれか一方の電極とすることができる。また、一導電型
の半導体層の表裏いずれかの一方側に他導電型の半導体
層を積層した場合には１つのｐｎ接合を有する構造とな
り、この場合には、各半導体層から正負それぞれの電極
として取り出せば良い。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ作用も含
めて具体的に説明する。図１は本発明の磁気発電装置１
の断面構造を表している。図は、常温における熱平衡状
態において自由電子を有するｎ型の半導体層３の表裏両
側に、常温における熱平衡状態において自由電子を有す
るｐ型の半導体層５をそれぞれ積層して二つのｐｎ接合
７，７を形成し、ｐ型半導体層５から正の、ｎ型半導体
層３から負の電極５ｐ，３ｎをそれぞれ取り出すととも
に、ｐｎ接合７，７に磁力線を通過させることで、正負
の電極５ｐ，３ｎから電流を取り出すものである。ここ
で、ｐ型半導体層５としては、マンガン，リチウム，シ
リコン，テルル，アンチモン，鉄，コバルトから選ばれ
た一種又は二種以上の成分を含むものを、またｎ型半導
体層３としては、タングステン，シリコン，ビスマス，
ニッケル，銀，銅，アルミニウムから選ばれた一種又は
二種以上の成分を含むものを用いる。
めて具体的に説明する。図１は本発明の磁気発電装置１
の断面構造を表している。図は、常温における熱平衡状
態において自由電子を有するｎ型の半導体層３の表裏両
側に、常温における熱平衡状態において自由電子を有す
るｐ型の半導体層５をそれぞれ積層して二つのｐｎ接合
７，７を形成し、ｐ型半導体層５から正の、ｎ型半導体
層３から負の電極５ｐ，３ｎをそれぞれ取り出すととも
に、ｐｎ接合７，７に磁力線を通過させることで、正負
の電極５ｐ，３ｎから電流を取り出すものである。ここ
で、ｐ型半導体層５としては、マンガン，リチウム，シ
リコン，テルル，アンチモン，鉄，コバルトから選ばれ
た一種又は二種以上の成分を含むものを、またｎ型半導
体層３としては、タングステン，シリコン，ビスマス，
ニッケル，銀，銅，アルミニウムから選ばれた一種又は
二種以上の成分を含むものを用いる。
【０００７】さらに図例では、前述の磁気発電装置１の
一方の面と他方の面に、永久磁石の極面９Ｎ，９Ｓを対
向配置し、前記磁気発電装置１内に、前記一方の極面か
ら他方の極面に向かう磁路を形成して一体的構造の磁気
発電装置１１としている。ここで、永久磁石に代えて電
磁石等を用いることも勿論可能である。
一方の面と他方の面に、永久磁石の極面９Ｎ，９Ｓを対
向配置し、前記磁気発電装置１内に、前記一方の極面か
ら他方の極面に向かう磁路を形成して一体的構造の磁気
発電装置１１としている。ここで、永久磁石に代えて電
磁石等を用いることも勿論可能である。
【０００８】次に、作用を説明する。ｐ型半導体とｎ型
半導体とを積層するとｐｎ接合が形成される結果、フェ
ルミレベルの違いによって電界勾配が生じる。ここに磁
界が作用すると、ローレンツ力による電子の偏在作用に
より、電子はｎ型半導体層３に、その反作用としてホー
ルがｐ型半導体層５に引き寄せられる結果、ｐ型半導体
層５とｎ型半導体層３との間に電位差が生じる。そし
て、ｐ型半導体層５（電極５ｐ）とｎ型半導体層３（電
極３ｎ）との間に導体を接続すると、電流としてのエネ
ルギーを取り出すことができる。この現象は磁界のエネ
ルギーが電気エネルギーに変換されたことに他ならず、
磁気発電装置としての機能を発現することになるのであ
る。
半導体とを積層するとｐｎ接合が形成される結果、フェ
ルミレベルの違いによって電界勾配が生じる。ここに磁
界が作用すると、ローレンツ力による電子の偏在作用に
より、電子はｎ型半導体層３に、その反作用としてホー
ルがｐ型半導体層５に引き寄せられる結果、ｐ型半導体
層５とｎ型半導体層３との間に電位差が生じる。そし
て、ｐ型半導体層５（電極５ｐ）とｎ型半導体層３（電
極３ｎ）との間に導体を接続すると、電流としてのエネ
ルギーを取り出すことができる。この現象は磁界のエネ
ルギーが電気エネルギーに変換されたことに他ならず、
磁気発電装置としての機能を発現することになるのであ
る。
【０００９】また、ｐ型およびｎ型のそれぞれの半導体
材料として、太陽光によって自由電子を生起しうる光学
的禁制帯幅と、太陽光に対する高い吸収係数を有する材
料を選択すれば、磁気エネルギーに太陽光エネルギーを
重畳させて取り出すこともできる。
材料として、太陽光によって自由電子を生起しうる光学
的禁制帯幅と、太陽光に対する高い吸収係数を有する材
料を選択すれば、磁気エネルギーに太陽光エネルギーを
重畳させて取り出すこともできる。
【００１０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、磁気エネ
ルギーを効率良く電気エネルギーに変換でき、しかも薄
膜構造が可能で簡易な永久磁石も利用できることから、
低コストの代替エネルギーを得ることができる。また太
陽光発電や風力発電のように、自然エネルギーを使用し
ないので、光や風の存在と関係なく、変動要素がほとん
ど無い安定した代替エネルギーを取り出すことができ
る。加えて太陽光発電と組み合わせる、すなわちｐｎ接
合を太陽電池として機能しうるものにしておけば、太陽
電池の発電出力を補完する形での利用もでき、その利用
範囲は広い。
ルギーを効率良く電気エネルギーに変換でき、しかも薄
膜構造が可能で簡易な永久磁石も利用できることから、
低コストの代替エネルギーを得ることができる。また太
陽光発電や風力発電のように、自然エネルギーを使用し
ないので、光や風の存在と関係なく、変動要素がほとん
ど無い安定した代替エネルギーを取り出すことができ
る。加えて太陽光発電と組み合わせる、すなわちｐｎ接
合を太陽電池として機能しうるものにしておけば、太陽
電池の発電出力を補完する形での利用もでき、その利用
範囲は広い。
【図１】本発明の磁気発電装置の一実施例の構造を表す
断面説明図。
断面説明図。
１，１１ 磁気発電装置 ３ ｎ型半導体層 ５ ｐ型半導体層 ５ｐ，３ｎ 電極 ７ ｐｎ接合 ９Ｎ，９Ｓ 磁極面
Claims (4)
- 【請求項１】常温における熱平衡状態において自由電子
を有する一導電型の半導体層の表裏両側又はいずれか一
方側に、常温における熱平衡状態において自由電子を有
する他導電型の半導体層を積層して少なくとも一つのｐ
ｎ接合を形成し、一導電型層と他導電型層からそれぞれ
正負の電極を取り出すとともに、ｐｎ接合に磁力線を通
過させ、前記正負の電極から電流を取り出す磁気発電装
置。 - 【請求項２】ｐ型半導体として、マンガン，リチウム，
シリコン，テルル，アンチモン，鉄，コバルトから選ば
れた一種又は二種以上の成分を含む、請求項１記載の磁
気発電装置。 - 【請求項３】ｎ型半導体として、タングステン，シリコ
ン，ビスマス，ニッケル，銀，銅，アルミニウムから選
ばれた一種又は二種以上の成分を含む、請求項１記載の
磁気発電装置。 - 【請求項４】請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載
の磁気発電装置の一方の面と他方の面に永久磁石の極面
を対向配置し、前記磁気発電装置内に、前記一方の極面
から他方の極面に向かう磁路を形成した磁気発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17877197A JPH10337060A (ja) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | 磁気発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17877197A JPH10337060A (ja) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | 磁気発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10337060A true JPH10337060A (ja) | 1998-12-18 |
Family
ID=16054345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17877197A Pending JPH10337060A (ja) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | 磁気発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10337060A (ja) |
-
1997
- 1997-06-02 JP JP17877197A patent/JPH10337060A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20040517 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20040525 |
|
| A975 | Report on accelerated examination |
Effective date: 20040727 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040803 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041124 |