WO2012157916A1 - 신규한 화합물 반도체 및 그 활용 - Google Patents

신규한 화합물 반도체 및 그 활용 Download PDF

Info

Publication number
WO2012157916A1
WO2012157916A1 PCT/KR2012/003739 KR2012003739W WO2012157916A1 WO 2012157916 A1 WO2012157916 A1 WO 2012157916A1 KR 2012003739 W KR2012003739 W KR 2012003739W WO 2012157916 A1 WO2012157916 A1 WO 2012157916A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
compound semiconductor
mixture
present
hours
sintered
Prior art date
Application number
PCT/KR2012/003739
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
박철희
김태훈
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to EP12786765.3A priority Critical patent/EP2708505B1/en
Priority to CN201280023369.3A priority patent/CN103562127B/zh
Priority to JP2014508303A priority patent/JP5852228B2/ja
Priority claimed from KR1020120050460A external-priority patent/KR20120127322A/ko
Priority to US13/617,434 priority patent/US8679374B2/en
Publication of WO2012157916A1 publication Critical patent/WO2012157916A1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G51/00—Compounds of cobalt
    • C01G51/006—Compounds containing, besides cobalt, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B19/00—Selenium; Tellurium; Compounds thereof
    • C01B19/002—Compounds containing, besides selenium or tellurium, more than one other element, with -O- and -OH not being considered as anions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G53/00—Compounds of nickel
    • C01G53/006—Compounds containing, besides nickel, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G55/00—Compounds of ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, or platinum
    • C01G55/002—Compounds containing, besides ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, or platinum, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/547—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on sulfides or selenides or tellurides
    • 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
    • H10N10/853—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions comprising arsenic, antimony or bismuth
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/50—Solid solutions
    • C01P2002/52—Solid solutions containing elements as dopants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/80—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70
    • C01P2002/88—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70 by thermal analysis data, e.g. TGA, DTA, DSC
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/20—Particle morphology extending in two dimensions, e.g. plate-like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/32—Thermal properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/40—Electric properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3275—Cobalt oxides, cobaltates or cobaltites or oxide forming salts thereof, e.g. bismuth cobaltate, zinc cobaltite
    • C04B2235/3277—Co3O4
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/40—Metallic constituents or additives not added as binding phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/40—Metallic constituents or additives not added as binding phase
    • C04B2235/405—Iron group metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/40—Metallic constituents or additives not added as binding phase
    • C04B2235/408—Noble metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/9607—Thermal properties, e.g. thermal expansion coefficient
    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a novel compound semiconductor material that can be used for solar cells, thermoelectric materials and the like, a method for producing the same, and a use thereof.
  • Compound A semiconductor is a compound which acts as a semiconductor by combining two or more elements rather than a single element such as silicon or germanium.
  • Various kinds of such compound semiconductors are currently developed and used in various fields.
  • a compound semiconductor may be used in a thermoelectric conversion element using a Peltier effect, a light emitting element such as a light emitting diode or a laser diode using the photoelectric conversion effect, and a solar cell.
  • thermoelectric conversion element may be applied to thermoelectric conversion power generation, thermoelectric conversion cooling, etc.
  • thermoelectric conversion power generation uses a thermoelectric power generated by providing a temperature difference to the thermoelectric conversion element, and converts thermal energy into electrical energy. to be.
  • thermoelectric conversion element The energy conversion efficiency of such a thermoelectric conversion element depends on ZT, which is a figure of merit value of the thermoelectric conversion material.
  • ZT is determined according to Seebeck coefficient, electrical conductivity and thermal conductivity, and more specifically, is proportional to the square of the Seebeck coefficient and electrical conductivity and inversely proportional to the thermal conductivity. Therefore, in order to increase the energy conversion efficiency of the thermoelectric conversion element, it is necessary to develop a thermoelectric conversion material having a high Seebeck coefficient or high electrical conductivity or low thermal conductivity.
  • the solar cell is a tandem solar cell in which two or more layers of a silicon solar cell mainly using a single element of silicon, a compound semiconductor solar cell using a compound semiconductor, and a solar cell having different bandgap energy are stacked. And the like.
  • compound semiconductor solar cells use compound semiconductors in the light absorption layer that absorbs sunlight to generate electron-hole pairs.
  • group III-V compound semiconductors such as GaAs, InP, GaAlAs, GaInAs, CdS, CdTe, Group II-VI compound semiconductors, such as ZnS, the group I-III-VI compound semiconductor represented by CuInSe 2 , etc. can be used.
  • the light absorbing layer of the solar cell is required to be excellent in long-term electrical and optical stability, high in photoelectric conversion efficiency, and to easily control band gap energy or conductivity by changing composition or doping.
  • requirements such as manufacturing cost and yield must also be satisfied.
  • many conventional compound semiconductors do not meet all of these requirements together.
  • thermoelectric conversion materials such as thermoelectric conversion materials, solar cells, etc. of thermoelectric conversion elements
  • thermoelectrics using the same It aims at providing a conversion element, a solar cell, etc.
  • the present inventors have succeeded in synthesizing the compound semiconductor represented by the following formula (1) after repeated studies on the compound semiconductor, and the compound is a thermoelectric conversion material of a thermoelectric conversion element, a light absorbing layer of a solar cell, It was confirmed that it can be used to complete the present invention.
  • M is Ca, Sr, Ba, Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Ag, Cd, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy At least one selected from the group consisting of Ho, Er, Tm, Yb, and Lu, A is at least one selected from the group consisting of Fe, Ni, Ru, Rh, Pd, Ir, and Pt, and X is Si At least one selected from the group consisting of Ga, Ge, and Sn, and Q is at least one selected from the group consisting of O, S, Se, and Te, and 0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1, 0 M ⁇ 1, 0 ⁇ a ⁇ 1, 0 ⁇ n ⁇ 9, 0 ⁇ z ⁇ 4, 0 ⁇ b ⁇ 3 and 0 ⁇ n + z + b.
  • x and y are 0 ⁇ x + y ⁇ 1.
  • n, z and b may be 0 ⁇ n + z + b ⁇ 9.
  • x is 0 ⁇ x ⁇ 0.5.
  • z is 0 ⁇ z ⁇ 2.
  • the compound semiconductor manufacturing method according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of mixing In and Co; And a method for producing a compound semiconductor represented by the formula (1) comprising the step of heat-treating the mixture formed in the mixing step.
  • the mixture formed in the mixing step further includes any one selected from the group consisting of O, S, Se and Te, or two or more elements thereof or oxides thereof.
  • the mixture formed in the mixing step may be Ca, Sr, Ba, Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Ag, Cd, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu And Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu further include any one or two or more elements thereof or oxides thereof.
  • the mixture formed in the mixing step further includes any one selected from the group consisting of Fe, Ni, Ru, Rh, Pd, Ir, and Pt or two or more elements thereof or oxides thereof.
  • the mixture formed in the mixing step further includes Sb.
  • the mixture formed in the mixing step may further include any one selected from the group consisting of Si, Ga, Ge, and Sn or two or more elements thereof or oxides thereof.
  • the heat treatment temperature is 400 °C to 800 °C.
  • the heat treatment step may include two or more heat treatment steps.
  • thermoelectric conversion element according to the present invention for achieving the above object includes the compound semiconductor described above.
  • the solar cell according to the present invention for achieving the above object includes the compound semiconductor described above.
  • a novel compound semiconductor material is provided.
  • such a novel compound semiconductor can be used as another material in place of or in addition to the conventional compound semiconductor.
  • thermoelectric conversion performance of the compound semiconductor is good, it can be usefully used in the thermoelectric conversion element.
  • the compound semiconductor according to the present invention has low thermal conductivity and high electrical conductivity. Therefore, in the compound semiconductor according to the present invention, the ZT value, which is a thermoelectric performance index, may be improved. Therefore, in the case of the compound semiconductor according to the present invention, it can be suitably used as a thermoelectric conversion material of the thermoelectric conversion element.
  • a compound semiconductor may be used in a solar cell.
  • the compound semiconductor according to the present invention can be used as a light absorption layer of a solar cell.
  • the compound semiconductor may be used in an IR window, an infrared sensor, a magnetic element, a memory, etc. for selectively passing infrared rays.
  • Example 6 is a graph showing electrical conductivity values according to temperature changes of the compound semiconductors of Example 8 and Comparative Example prepared according to the present invention.
  • Example 7 is a graph showing power factor values according to temperature changes of the compound semiconductors of Example 8 and Comparative Example prepared according to the present invention.
  • the present invention provides a novel compound semiconductor represented by the following formula (1).
  • M is Ca, Sr, Ba, Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Ag, Cd, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy At least one selected from the group consisting of Ho, Er, Tm, Yb, and Lu, A is at least one selected from the group consisting of Fe, Ni, Ru, Rh, Pd, Ir, and Pt, and X is Si At least one selected from the group consisting of Ga, Ge, and Sn, and Q is at least one selected from the group consisting of O, S, Se, and Te, and 0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1, 0 M ⁇ 1, 0 ⁇ a ⁇ 1, 0 ⁇ n ⁇ 9, 0 ⁇ z ⁇ 4, 0 ⁇ b ⁇ 3 and 0 ⁇ n + z + b.
  • m in Chemical Formula 1 is 0 ⁇ m ⁇ 0.5.
  • a may be 0 ⁇ a ⁇ 0.5.
  • b is 0 ⁇ b ⁇ 0.5.
  • x and y may be 0 ⁇ x + y ⁇ 1.
  • n, z and b may be 0 ⁇ n + z + b ⁇ 9.
  • n, z and b are 0 ⁇ n + z + b ⁇ 5.
  • n, z and b are 0 ⁇ n + z + b ⁇ 3.
  • x is 0 ⁇ x ⁇ 0.5.
  • x is 0 ⁇ x ⁇ 0.25.
  • z is 0 ⁇ z ⁇ 2.
  • the compound semiconductor represented by Formula 1 may include a part of the secondary phase, the amount may vary depending on the heat treatment conditions.
  • the compound semiconductor described above may include forming a mixture including In and Co; And heat-treating the mixture.
  • the mixture may further include any one selected from the group consisting of O, S, Se, and Te or two or more elements thereof or oxides thereof.
  • the mixture may be Ca, Sr, Ba, Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Ag, Cd, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb , Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu may further include any one selected from the group consisting of two or more of these elements or oxides thereof.
  • the mixture may further include any one selected from the group consisting of Fe, Ni, Ru, Rh, Pd, Ir, and Pt, or two or more elements thereof or oxides thereof.
  • the mixture may further include Sb.
  • the mixture may further include any one selected from the group consisting of Si, Ga, Ge, and Sn or two or more elements thereof or oxides thereof.
  • each raw material mixed in the mixture forming step may be in powder form, but the present invention is not necessarily limited to the specific type of such mixed raw material.
  • the heat treatment step may be performed while flowing a gas such as Ar, He, N 2 , which contains a part of hydrogen or does not include hydrogen, in a vacuum.
  • the heat treatment temperature may be 400 °C to 800 °C.
  • the heat treatment temperature may be 450 °C to 700 °C. More preferably, the heat treatment temperature may be 500 °C to 650 °C.
  • the heat treatment step may include two or more heat treatment steps.
  • the mixture formed in the step of forming the mixture that is, mixing the raw materials, may be subjected to a first heat treatment at a first temperature, and then to a second heat treatment at a second temperature.
  • some heat treatment steps of the plurality of heat treatment steps may be performed in the mixture forming step of mixing the raw materials.
  • the heat treatment step may include three heat treatment steps of a first heat treatment step, a second heat treatment step, and a third heat treatment (sintering) step.
  • the first heat treatment step may be performed at a temperature range of 400 ° C. to 600 ° C.
  • the second heat treatment step and the third heat treatment step may be performed at a temperature range of 600 ° C. to 800 ° C.
  • FIG. the first heat treatment step may be performed during the mixture formation step of mixing the raw materials, and the second heat treatment step and the third heat treatment step may be sequentially performed thereafter.
  • thermoelectric conversion element according to the present invention may include the compound semiconductor described above. That is, the compound semiconductor according to the present invention can be used as a thermoelectric conversion material of the thermoelectric conversion element.
  • the compound semiconductor according to the present invention has a large ZT which is a figure of merit of a thermoelectric conversion material.
  • the Seebeck coefficient and electrical conductivity are high, and the thermal conductivity is low, so the thermoelectric conversion performance is excellent. Therefore, the compound semiconductor according to the present invention can be usefully used in a thermoelectric conversion element in place of or in addition to a conventional thermoelectric conversion material.
  • the solar cell according to the present invention may include the compound semiconductor described above. That is, the compound semiconductor according to the present invention can be used as a light absorbing layer of solar cells, in particular solar cells.
  • the solar cell can be manufactured in a structure in which a front transparent electrode, a buffer layer, a light absorbing layer, a back electrode, a substrate, and the like are sequentially stacked from the side where sunlight is incident.
  • the bottommost substrate may be made of glass, and the back electrode formed on the entire surface may be formed by depositing a metal such as Mo.
  • the light absorbing layer may be formed by stacking the compound semiconductor according to the present invention on the back electrode by an electron beam deposition method, a sol-gel method, or a pulsed laser deposition (PLD) method.
  • PLD pulsed laser deposition
  • the buffer layer may be formed of a material such as CdS (Chemical Bath Deposition). It can be formed by depositing in the manner of.
  • a front transparent electrode may be formed on the buffer layer by a layered film of ZnO or ZnO and ITO by sputtering or the like.
  • the solar cell according to the present invention may be variously modified.
  • stacked the solar cell using the compound semiconductor which concerns on this invention as a light absorption layer can be manufactured.
  • stacked in this way can use the solar cell using silicon or another known compound semiconductor.
  • the band gap of the compound semiconductor of the present invention by changing the band gap of the compound semiconductor of the present invention, a plurality of solar cells using compound semiconductors having different band gaps as light absorbing layers can be laminated.
  • the band gap of the compound semiconductor according to the present invention can be controlled by changing the composition ratio of the constituent elements constituting the compound, in particular Te.
  • the compound semiconductor according to the present invention may be applied to an infrared window (IR window) or an infrared sensor for selectively passing infrared rays.
  • IR window infrared window
  • infrared sensor for selectively passing infrared rays.
  • Co and Sb were prepared as reagents, and the mixtures were mixed well using mortar to prepare a mixture having an In 0.25 Co 4 Sb 11 composition in pellet form. Then, heating was performed at 500 ° C. for 15 hours while flowing H 2 (1.94%) and N 2 gas, and the temperature increase time was 1 hour 30 minutes.
  • the mixed materials were put in a silica tube and vacuum sealed and heated at 650 ° C. for 36 hours, but the temperature rise time was 1 hour 30 minutes to obtain In 0.25 Co 4 Sb 11 Te 1 powder.
  • TC-7000 Ulvac-Rico, Inc
  • ⁇ thermal conductivity
  • Example 1 For the sintered cylinder, ZEM-3 (Ulvac-Rico, Inc) was used to measure the electrical conductivity and the Seebeck coefficient of the sample at predetermined temperature intervals. And, by calculating the ZT value using each of the above measured values, the results are shown in Figure 2 as Example 1.
  • Co, and Sb were prepared as reagents, and these were mixed well using mortar to prepare a mixture of In 0.25 Co 4 Sb 10 and In 0.25 Co 4 Sb 11 compositions in pellet form. Then, heating was performed at 500 ° C. for 15 hours while flowing H 2 (1.94%) and N 2 gas, and the temperature increase time was 1 hour 30 minutes.
  • the mixed material was put in a silica tube and vacuum sealed and heated at 650 ° C. for 36 hours, but the temperature rise time was 1 hour 30 minutes to obtain In 0.25 Co 4 Sb 10.75 Te 1.25 powder.
  • TC-7000 (Ulvac-Rico, Inc) was used to measure the thermal conductivity of the sample, and the results are shown in FIG. 1 as Example 2.
  • FIG. 1 For the sintered disc, TC-7000 (Ulvac-Rico, Inc) was used to measure the thermal conductivity of the sample, and the results are shown in FIG. 1 as Example 2.
  • FIG. 1 For the sintered disc, TC-7000 (Ulvac-Rico, Inc) was used to measure the thermal conductivity of the sample, and the results are shown in FIG. 1 as Example 2.
  • Example 2 For the sintered cylinder, ZEM-3 (Ulvac-Rico, Inc) was used to measure the electrical conductivity and the Seebeck coefficient of the sample at predetermined temperature intervals. And, by calculating the ZT value using each of the above measured values, the result is shown in Figure 2 as Example 2.
  • Co, and Sb were prepared as reagents, and these were mixed well using mortar to prepare a mixture of In 0.25 Co 4 Sb 10 and In 0.25 Co 4 Sb 11 compositions in pellet form. Then, heating was performed at 500 ° C. for 15 hours while flowing H 2 (1.94%) and N 2 gas, and the temperature increase time was 1 hour 30 minutes.
  • the mixed materials were put in a silica tube and vacuum sealed and heated at 650 ° C. for 36 hours, but the temperature rise time was 1 hour 30 minutes to obtain In 0.25 Co 4 Sb 10.5 Te 1.5 powder.
  • the mixed materials were put in a silica tube and vacuum sealed and heated at 650 ° C. for 36 hours, but the temperature rise time was 1 hour 30 minutes to obtain In 0.25 Co 4 Sb 10 Te 2 powder.
  • the thermal conductivity of the sample was measured using TC-7000 (Ulvac-Rico, Inc), and the results are shown in FIG.
  • Example 4 For the sintered cylinder, ZEM-3 (Ulvac-Rico, Inc) was used to measure the electrical conductivity and the Seebeck coefficient of the sample at predetermined temperature intervals. And, by calculating the ZT value using each of the above measured values, the result is shown in Figure 2 as Example 4.
  • Co, Zn, Sb and Te were prepared as reagents, and these were mixed well using mortar to prepare a mixture of In 0.25 Zn 0.1 Co 4 Sb 11 Te in a pellet form.
  • the mixed material was put in a silica tube and vacuum sealed and heated at 650 ° C. for 36 hours, but the temperature rise time was 1 hour 30 minutes to obtain In 0.25 Zn 0.1 Co 4 Sb 11 Te powder.
  • Example 5 For the sintered cylinder, ZEM-3 (Ulvac-Rico, Inc) was used to measure the electrical conductivity and the Seebeck coefficient of the sample at predetermined temperature intervals. At this time, the measurement result of the electrical conductivity ( ⁇ ) is shown in FIG. 3 as Example 5. FIG. And, by calculating the ZT value using each of the above measured values, the results are shown in Figure 5 as Example 5.
  • Co, Zn, Cd, Sb and Te were prepared as reagents, and these were mixed well using mortar to prepare a mixture of In 0.25 Zn 0.1 Cd 0.1 Co 4 Sb 11 Te in pellet form.
  • the mixed materials were put in a silica tube and vacuum sealed and heated at 650 ° C. for 36 hours, but the temperature rising time was 1 hour 30 minutes to obtain In 0.25 Zn 0.1 Cd 0.1 Co 4 Sb 11 Te powder.
  • TC-7000 (Ulvac-Rico, Inc) was used to measure the thermal conductivity of the sample, and the results are shown in FIG. 4 as Example 6.
  • FIG. 4 For the sintered disc, TC-7000 (Ulvac-Rico, Inc) was used to measure the thermal conductivity of the sample, and the results are shown in FIG. 4 as Example 6.
  • FIG. 4 For the sintered disc, TC-7000 (Ulvac-Rico, Inc) was used to measure the thermal conductivity of the sample, and the results are shown in FIG. 4 as Example 6.
  • Example 6 For the sintered cylinder, ZEM-3 (Ulvac-Rico, Inc) was used to measure the electrical conductivity and the Seebeck coefficient of the sample at predetermined temperature intervals. At this time, the measurement result of the electrical conductivity is shown in FIG. 3 as Example 6. And, by calculating the ZT value using each of the above measured values, the result is shown in Figure 5 as Example 6.
  • TC-7000 (Ulvac-Rico, Inc) was used to measure the thermal conductivity of the sample, and the results are shown in FIG. 4 as Example 7.
  • FIG. 4 For the sintered disc, TC-7000 (Ulvac-Rico, Inc) was used to measure the thermal conductivity of the sample, and the results are shown in FIG. 4 as Example 7.
  • FIG. 4 For the sintered disc, TC-7000 (Ulvac-Rico, Inc) was used to measure the thermal conductivity of the sample, and the results are shown in FIG. 4 as Example 7.
  • Example 7 For the sintered cylinder, ZEM-3 (Ulvac-Rico, Inc) was used to measure the electrical conductivity and the Seebeck coefficient of the sample at predetermined temperature intervals. At this time, the measurement result of the electrical conductivity is shown in FIG. 3 as Example 7. And, by calculating the ZT value using each of the above measured values, the results are shown in Figure 5 as Example 7.
  • Co, Sb and Te were prepared as reagents, and these were mixed well using mortar to prepare a mixture of In 0.25 Co 3.88 Sb 11 Te in the form of pellets.
  • the mixed materials were put in a silica tube and vacuum sealed and heated at 650 ° C. for 36 hours, but the temperature rise time was 1 hour 30 minutes to obtain In 0.25 Co 3.88 Sb 11 Te powder.
  • sample thus synthesized were molded into cylinders of 4 mm in diameter and 15 mm in length, and pressurized to 200 MPa using CIP. The resultant was then placed in a quartz tube and vacuum sintered for 12 hours.
  • the electrical conductivity ( ⁇ ) of the sample was measured at predetermined temperature intervals using ZEM-3 (Ulvac-Rico, Inc), and the result is shown in FIG.
  • the power factor value (PF) is calculated using the above measured values, and the result is shown in Example 8 As shown in FIG. 7.
  • PF may be expressed as S 2 ⁇ .
  • Co and Sb were prepared as reagents, and these were mixed well using mortar to prepare a mixture of In 0.25 Co 4 Sb 12 and In 0.25 Co 4 Sb 10.5 in pellet form. Then, heating was performed at 500 ° C. for 15 hours while flowing H 2 (1.94%) and N 2 gas, and the temperature increase time was 1 hour 30 minutes.
  • the mixed material was put in a silica tube and vacuum sealed and heated at 650 ° C. for 36 hours, but the temperature rise time was 1 hour 30 minutes to obtain In 0.25 Co 4 Sb 11.75 Se 0.25 powder.
  • Some of the sample thus synthesized were molded into discs of 10 mm in diameter and 1 mm in thickness, and then pressurized to 200 MPa using CIP. The resultant was then placed in a quartz tube and vacuum sintered for 12 hours.
  • the thermal diffusivity (T.D.) of the sample was measured at predetermined temperature intervals using LFA457 (Netzsch, Inc), and the results are shown in FIG. 8 as Example 9.
  • FIG. 8 the thermal diffusivity
  • Co and Sb were prepared as reagents, and these were mixed well using mortar to prepare a mixture of In 0.25 Co 4 Sb 12 and In 0.25 Co 4 Sb 10.5 in pellet form. Then, heating was performed at 500 ° C. for 15 hours while flowing H 2 (1.94%) and N 2 gas, and the temperature increase time was 1 hour 30 minutes.
  • the mixed materials were put in a silica tube and vacuum sealed and heated at 650 ° C. for 36 hours, but the temperature rising time was 1 hour 30 minutes to obtain In 0.25 Co 4 Sb 11.5 Se 0.5 powder.
  • Some of the sample thus synthesized were molded into discs of 10 mm in diameter and 1 mm in thickness, and then pressurized to 200 MPa using CIP. The resultant was then placed in a quartz tube and vacuum sintered for 12 hours.
  • the thermal diffusivity (T.D.) of the samples was measured at predetermined temperature intervals using LFA457 (Netzsch, Inc), and the results are shown in FIG. 8 as Example 10.
  • FIG. 8 the thermal diffusivity
  • Some of the sample thus synthesized were molded into discs of 10 mm in diameter and 1 mm in thickness, and then pressurized to 200 MPa using CIP. The resultant was then placed in a quartz tube and vacuum sintered for 12 hours.
  • thermal conductivity ( ⁇ ) was measured at predetermined temperature intervals using LFA457 (Netzsch, Inc), and the results are shown in FIG. 10 as Example 12.
  • FIG. 10 For the sintered disc, thermal conductivity ( ⁇ ) was measured at predetermined temperature intervals using LFA457 (Netzsch, Inc), and the results are shown in FIG. 10 as Example 12.
  • Some of the sample thus synthesized were molded into discs of 10 mm in diameter and 1 mm in thickness, and then pressurized to 200 MPa using CIP. The resultant was then placed in a quartz tube and vacuum sintered for 12 hours.
  • thermal conductivity was measured at predetermined temperature intervals using LFA457 (Netzsch, Inc), and the results are shown in FIG. 11 as Example 13.
  • FIG. 11 For the sintered discs, thermal conductivity was measured at predetermined temperature intervals using LFA457 (Netzsch, Inc), and the results are shown in FIG. 11 as Example 13.
  • Some of the sample thus synthesized were molded into discs of 10 mm in diameter and 1 mm in thickness, and then pressurized to 200 MPa using CIP. The resultant was then placed in a quartz tube and vacuum sintered for 12 hours.
  • thermal conductivity ( ⁇ ) was measured at predetermined temperature intervals using LFA457 (Netzsch, Inc), and the results are shown in FIG. 12 as Example 14.
  • FIG. 12 thermal conductivity
  • Co and Sb were prepared as reagents, and these were mixed well using mortar to prepare a mixture of In 0.25 Co 4 Sb 12 composition in pellet form. And, H 2 (1.94%) and was sloppy the N 2 gas heated at 500 °C 15 hours at which time the temperature rising time was 1.5 hours. The mixed materials were put in a silica tube and vacuum sealed and heated at 650 ° C. for 36 hours, but the temperature rise time was 1 hour 30 minutes to obtain In 0.25 Co 4 Sb 12 powder.
  • thermal conductivity was measured at predetermined temperature intervals using LFA457 (Netzsch, Inc), and the results are shown in FIGS. 1, 4, and 9 to 17 as comparative examples.
  • thermal diffusivity T.D.
  • T. 8 thermal diffusivity
  • the electrical conductivity and the Seebeck coefficient of the sample were measured at predetermined temperature intervals using ZEM-3 (Ulvac-Rico, Inc). At this time, the measurement result of the electrical conductivity is shown in Figures 3 and 6 as a comparative example.
  • the compound semiconductors of various embodiments according to the present invention have a significantly higher thermal conductivity ⁇ over the entire temperature measurement section than the compound semiconductors of the comparative examples. You can see that it is low.
  • the compound semiconductor of the example according to the present invention has a significantly lower thermal diffusivity (T.D.) than the compound semiconductor of the comparative example.
  • the compound semiconductors of various embodiments according to the present invention have a significantly higher electrical conductivity ( ⁇ ) over the entire temperature measurement section than the compound semiconductors of the comparative example. .
  • the compound semiconductors of the various embodiments according to the present invention have the characteristics that the ZT value indicating the thermoelectric performance index is improved since the thermal conductivity and the electrical conductivity are higher than those of the compound semiconductors of the comparative example. Such a result can be seen even when the results of FIGS. 2 and 5 are viewed.
  • the power factor values of some embodiments according to the present invention exhibit good properties in a high temperature range compared to the compound semiconductors of the comparative examples.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 화합물 반도체는, 다음의 화학식 1과 같이 표시될 수 있다. <화학식 1> InxMyCo4-m-aAmSb12-n-z-bXnQz 상기 화학식 1에서, M은 Ca, Sr, Ba, Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Ag, Cd, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나 이상이고, A는 Fe, Ni, Ru, Rh, Pd, Ir 및 Pt로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나 이상이며, X는 Si, Ga, Ge 및 Sn으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나 이상이고, Q는 O, S, Se 및 Te로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나 이상이며, 0<x<1, 0≤y<1, 0≤m≤1, 0≤a≤1, 0≤n<9, 0≤z≤4, 0≤b≤3 및 0<n+z+b이다.

Description

신규한 화합물 반도체 및 그 활용
본 발명은 태양 전지, 열전 재료 등의 용도로 사용될 수 있는 신규한 화합물 반도체 물질 및 그 제조방법과, 이를 이용한 용도에 관한 것이다.
본 출원은 2011년 5월 13일자로 출원된 한국 특허출원번호 제10-2011-0045348호, 2011년 5월 13일자로 출원된 한국 특허출원번호 제10-2011-0045349호, 2011년 5월 25일자로 출원된 한국 특허출원번호 제10-2011-0049609호 및 2012년 5월 11일자로 출원된 한국 특허출원번호 제10-2012-0050460호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
화합물 반도체는 실리콘이나 게르마늄과 같은 단일 원소가 아닌 2종 이상의 원소가 결합되어 반도체로서 동작하는 화합물이다. 이러한 화합물 반도체는 현재 다양한 종류가 개발되어 다양한 분야에서 사용되고 있다. 대표적으로, 펠티어 효과(Peltier Effect)를 이용한 열전 변환 소자, 광전 변환 효과를 이용한 발광 다이오드나 레이저 다이오드 등의 발광 소자와 태양 전지 등에 화합물 반도체가 이용될 수 있다.
이 중 열전 변환 소자는 열전 변환 발전이나 열전 변환 냉각 등에 적용될 수 있는데, 이 중 열전 변환 발전은 열전 변환 소자에 온도차를 둠으로써 발생하는 열기전력을 이용하여, 열 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 발전 형태이다.
이러한 열전 변환 소자의 에너지 변환 효율은 열전 변환 재료의 성능 지수 값인 ZT에 의존한다. 여기서, ZT는 제벡(Seebeck) 계수, 전기 전도도 및 열 전도도 등에 따라 결정되는데, 보다 구체적으로는 제벡 계수의 제곱 및 전기 전도도에 비례하며, 열 전도도에 반비례한다. 따라서, 열전 변환 소자의 에너지 변환 효율을 높이기 위하여, 제백 계수 또는 전기 전도도가 높거나 열 전도도가 낮은 열전 변환 재료의 개발이 필요하다.
한편, 태양 전지는 자연에 존재하는 태양광 이외에 별도의 에너지원을 필요로 하지 않는다는 점에서 친환경적이므로, 미래의 대체 에너지원으로 활발히 연구되고 있다. 태양 전지는, 주로 실리콘의 단일 원소를 이용하는 실리콘 태양 전지와, 화합물 반도체를 이용하는 화합물 반도체 태양 전지, 그리고 서로 다른 밴드갭 에너지(bandgap energy)를 갖는 태양 전지를 둘 이상 적층한 적층형(tandem) 태양 전지 등으로 구별될 수 있다.
이 중 화합물 반도체 태양 전지는, 태양광을 흡수하여 전자-정공 쌍을 생성하는 광흡수층에 화합물 반도체를 사용하는데, 특히 GaAs, InP, GaAlAs, GaInAs 등의 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체, CdS, CdTe, ZnS 등의 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체, CuInSe2로 대표되는 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족 화합물 반도체 등을 사용할 수 있다.
태양 전지의 광흡수층은, 장기적인 전기, 광학적 안정성이 우수하고, 광전 변환 효율이 높으며, 조성의 변화나 도핑에 의해 밴드갭 에너지나 도전형을 조절하기가 용이할 것 등이 요구된다. 또한, 실용화를 위해서는 제조 비용이나 수율 등의 요건도 만족해야 한다. 그러나, 종래의 여러 화합물 반도체들은 이러한 요건들을 모두 함께 만족시키지는 못하고 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 열전 변환 소자의 열전 변환 재료, 태양 전지 등과 같이 다양한 용도로 활용될 수 있는 신규한 화합물 반도체 물질과 그 제조 방법, 및 이를 이용한 열전 변환 소자나 태양 전지 등을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명자는 화합물 반도체에 관한 거듭된 연구 끝에 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 반도체를 합성하는데 성공하고, 이 화합물이 열전 변환 소자의 열전 변환 재료나 태양 전지의 광 흡수층 등에 사용될 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
<화학식 1>
InxMyCo4-m-aAmSb12-n-z-bXnQz
상기 화학식 1에서, M은 Ca, Sr, Ba, Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Ag, Cd, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나 이상이고, A는 Fe, Ni, Ru, Rh, Pd, Ir 및 Pt로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나 이상이며, X는 Si, Ga, Ge 및 Sn으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나 이상이고, Q는 O, S, Se 및 Te로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나 이상이며, 0<x<1, 0≤y<1, 0≤m≤1, 0≤a≤1, 0≤n<9, 0≤z≤4, 0≤b≤3 및 0<n+z+b이다.
바람직하게는, 상기 화학식 1에서 x 및 y는, 0<x+y≤1이다.
또한 바람직하게는, 상기 화학식 1에서 n, z 및 b는, 0<n+z+b≤9이다.
또한 바람직하게는, 상기 화학식 1에서 x는, 0<x≤0.5이다.
또한 바람직하게는, 상기 화학식 1에서 z는, 0<z≤2이다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 화합물 반도체 제조 방법은, In 및 Co를 혼합하는 단계; 및 상기 혼합 단계에서 형성된 혼합물을 열처리하는 단계를 포함하는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 반도체를 제조하는 방법이다.
바람직하게는, 상기 혼합 단계에서 형성된 혼합물은, O, S, Se 및 Te로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 원소 또는 그 산화물을 더 포함한다.
또한 바람직하게는, 상기 혼합 단계에서 형성된 혼합물은, Ca, Sr, Ba, Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Ag, Cd, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 원소 또는 그 산화물을 더 포함한다.
또한 바람직하게는, 상기 혼합 단계에서 형성된 혼합물은, Fe, Ni, Ru, Rh, Pd, Ir 및 Pt로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 원소 또는 그 산화물을 더 포함한다.
또한 바람직하게는, 상기 혼합 단계에서 형성된 혼합물은, Sb를 더 포함한다.
또한 바람직하게는, 상기 혼합 단계에서 형성된 혼합물은, Si, Ga, Ge 및 Sn으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 원소 또는 그 산화물을 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 화합물 반도체 제조 방법에서, 열처리 온도는 400℃ 내지 800℃이다.
또한 바람직하게는, 상기 열처리 단계는, 둘 이상의 열처리 단계를 포함할 수 있다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열전 변환 소자는, 상술한 화합물 반도체를 포함한다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양 전지는, 상술한 화합물 반도체를 포함한다.
본 발명에 의하면, 신규한 화합물 반도체 물질이 제공된다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 이러한 신규한 화합물 반도체는 종래의 화합물 반도체를 대체하거나 종래의 화합물 반도체에 더하여 또 다른 하나의 소재로서 사용될 수 있다.
더욱이, 본 발명의 일 측면에 의하면, 화합물 반도체의 열전 변환 성능이 양호하여 열전 변환 소자에 유용하게 이용될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 화합물 반도체는 열 전도도가 낮고, 전기 전도도가 높다. 따라서, 본 발명에 따른 화합물 반도체는 열전 성능 지수인 ZT값이 향상될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 화합물 반도체의 경우, 열전 변환 소자의 열전 변환 재료로 적합하게 이용될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 의하면, 화합물 반도체가 태양 전지에 이용될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 화합물 반도체는 태양 전지의 광흡수층으로 이용될 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 화합물 반도체가 적외선을 선택적으로 통과시키는 적외선 윈도우(IR window)나 적외선 센서, 마그네틱 소자, 메모리 등에도 이용될 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명에 따라 제조한 실시예 1 내지 4 및 비교예의 화합물 반도체의 온도 변화에 따른 열 전도도 값을 도시한 그래프이다.
도 2는, 본 발명에 따라 제조한 실시예 1 내지 4 및 비교예의 화합물 반도체의 온도 변화에 따른 ZT 값을 도시한 그래프이다.
도 3은, 본 발명에 따라 제조한 실시예 5 내지 7 및 비교예의 화합물 반도체의 온도 변화에 따른 전기 전도도 값을 도시한 그래프이다.
도 4는, 본 발명에 따라 제조한 실시예 5 내지 7 및 비교예의 화합물 반도체의 온도 변화에 따른 열 전도도 값을 도시한 그래프이다.
도 5는, 본 발명에 따라 제조한 실시예 5 내지 7 및 비교예의 화합물 반도체의 온도 변화에 따른 ZT 값을 도시한 그래프이다.
도 6은, 본 발명에 따라 제조한 실시예 8 및 비교예의 화합물 반도체의 온도 변화에 따른 전기 전도도 값을 도시한 그래프이다.
도 7은, 본 발명에 따라 제조한 실시예 8 및 비교예의 화합물 반도체의 온도 변화에 따른 파워 팩터 값을 도시한 그래프이다.
도 8은, 본 발명에 따라 제조한 실시예 9와 10 및 비교예의 화합물 반도체의 온도 변화에 따른 열 확산도 값을 도시한 그래프이다.
도 9 내지 17은, 본 발명에 따라 제조한 실시예 11 내지 19 및 비교예의 화합물 반도체의 온도 변화에 따른 열 전도도 값을 도시한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 다음과 같은 화학식 1로 표시되는 신규한 화합물 반도체를 제공한다.
<화학식 1>
InxMyCo4-m-aAmSb12-n-z-bXnQz
상기 화학식 1에서, M은 Ca, Sr, Ba, Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Ag, Cd, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나 이상이고, A는 Fe, Ni, Ru, Rh, Pd, Ir 및 Pt로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나 이상이며, X는 Si, Ga, Ge 및 Sn으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나 이상이고, Q는 O, S, Se 및 Te로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나 이상이며, 0<x<1, 0≤y<1, 0≤m≤1, 0≤a≤1, 0≤n<9, 0≤z≤4, 0≤b≤3 및 0<n+z+b이다.
바람직하게는, 상기 화학식 1에서 m은, 0≤m≤0.5이다.
또한 바람직하게는, 상기 화학식 1에서 a는, 0≤a≤0.5이다.
또한 바람직하게는, 상기 화학식 1에서 b는, 0≤b≤0.5이다.
또한 바람직하게는, 상기 화학식 1에서 x 및 y는, 0<x+y≤1이다.
또한 바람직하게는, 상기 화학식 1에서 n, z 및 b는, 0<n+z+b≤9이다.
더욱 바람직하게는, 상기 화학식 1에서 n, z 및 b는, 0<n+z+b≤5이다.
가장 바람직하게는, 상기 화학식 1에서 n, z 및 b는, 0<n+z+b≤3이다.
또한 바람직하게는, 상기 화학식 1에서 x는, 0<x≤0.5이다.
더욱 바람직하게는, 상기 화학식 1에서 x는, 0<x≤0.25이다.
또한 바람직하게는, 상기 화학식 1에서 z는, 0<z≤2이다.
한편, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 반도체에는, 2차상이 일부 포함될 수 있으며, 그 양은 열처리 조건에 따라 달라질 수 있다.
상술한 화합물 반도체는, In 및 Co를 포함하는 혼합물을 형성하는 단계; 및 상기 혼합물을 열처리하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.
바람직하게는, 상기 혼합물 형성 단계에서 혼합물은, O, S, Se 및 Te로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 원소 또는 그 산화물을 더 포함할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 혼합물은, Ca, Sr, Ba, Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Ag, Cd, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 원소 또는 그 산화물을 더 포함할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 혼합물은, Fe, Ni, Ru, Rh, Pd, Ir 및 Pt로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 원소 또는 그 산화물을 더 포함할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 혼합물은, Sb를 더 포함할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 혼합물은, Si, Ga, Ge 및 Sn으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 원소 또는 그 산화물을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 혼합물 형성 단계에서 혼합되는 각 원료는 분말 형태일 수 있으나, 본 발명이 반드시 이러한 혼합 원료의 특정 형태에 의해 제한되는 것은 아니다.
또한 바람직하게는, 상기 열처리 단계는, 진공 중 또는 수소를 일부 포함하고 있거나 수소를 포함하지 않는 Ar, He, N2 등의 기체를 흘리면서 수행될 수 있다.
이때, 열처리 온도는 400℃ 내지 800℃일 수 있다. 바람직하게는, 상기 열처리 온도는 450℃ 내지 700℃일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 열처리 온도는 500℃ 내지 650℃일 수 있다.
한편, 상기 열처리 단계는, 둘 이상의 열처리 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 혼합물을 형성하는 단계, 즉 원료를 혼합하는 단계에서 형성된 혼합물에 대하여, 제1 온도에서 1차 열처리를 수행한 후, 제2 온도에서 2차 열처리를 수행할 수도 있다.
이 경우, 상기 복수의 열처리 단계 중 일부 열처리 단계는, 원료를 혼합하는 상기 혼합물 형성 단계에서 수행될 수 있다.
예를 들어, 상기 열처리 단계는, 1차 열처리 단계, 2차 열처리 단계 및 3차 열처리(소결) 단계의 3개의 열처리 단계를 포함할 수 있다. 그리고, 1차 열처리 단계는 400℃ 내지 600℃의 온도 범위에서 수행될 수 있고, 2차 열처리 단계 및 3차 열처리 단계는 600℃ 내지 800℃의 온도 범위에서 수행될 수 있다. 이때, 1차 열처리 단계는 원료가 혼합되는 혼합물 형성 단계 중에 수행되고, 2차 열처리 단계 및 3차 열처리 단계는 그 이후에 순차적으로 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 열전 변환 소자는, 상술한 화합물 반도체를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 화합물 반도체는 열전 변환 소자의 열전 변환 재료로 이용될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 화합물 반도체는 열전 변환 재료의 성능 지수값인 ZT가 크다. 또한, 제백 계수 및 전기 전도도가 크고, 열 전도도가 낮아 열전 변환 성능이 우수하다. 따라서, 본 발명에 따른 화합물 반도체는, 종래의 열전 변환 재료를 대체하거나 종래의 화합물 반도체에 더하여 열전 변환 소자에 유용하게 이용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 태양 전지는, 상술한 화합물 반도체를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 화합물 반도체는 태양 전지, 특히 태양 전지의 광 흡수층으로 이용될 수 있다.
태양 전지는, 태양광이 입사되는 쪽에서부터 순차적으로, 전면 투명 전극, 버퍼층, 광 흡수층, 배면 전극 및 기판 등이 적층된 구조로 제조할 수 있다. 가장 아래에 위치하는 기판은 유리로 이루어질 수 있으며, 그 위에 전면적으로 형성되는 배면 전극은 Mo 등의 금속을 증착함으로써 형성될 수 있다.
이어서, 배면 전극 상부에 본 발명에 따른 화합물 반도체를 전자빔 증착법, 졸-겔(sol-gel)법, PLD(Pulsed Laser Deposition) 등의 방법으로 적층함으로써 상기 광 흡수층을 형성할 수 있다. 이러한 광 흡수층의 상부에는, 전면 투명 전극으로 사용되는 ZnO층과 광 흡수층 간의 격자 상수 차이 및 밴드갭 차이를 완충하는 버퍼층이 존재할 수 있는데, 이러한 버퍼층은 CdS 등의 재료를 CBD(Chemical Bath Deposition) 등의 방법으로 증착함으로써 형성될 수 있다. 다음으로, 버퍼층 위에 ZnO나 ZnO 및 ITO의 적층막으로 전면 투명 전극이 스퍼터링 등의 방법으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 태양 전지는 다양한 변형이 가능할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 화합물 반도체를 광 흡수층으로 사용한 태양 전지를 적층한 적층형 태양 전지를 제조할 수 있다. 그리고, 이와 같이 적층된 다른 태양 전지는 실리콘이나 다른 알려진 화합물 반도체를 이용한 태양 전지를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 화합물 반도체의 밴드 갭을 변화시킴으로써 서로 다른 밴드갭을 가지는 화합물 반도체를 광 흡수층으로 사용하는 복수의 태양 전지를 적층할 수도 있다. 본 발명에 따른 화합물 반도체의 밴드 갭은 이 화합물을 이루는 구성 원소, 특히 Te의 조성비를 변화시킴으로써 조절이 가능할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 화합물 반도체는 적외선을 선택적으로 통과시키는 적외선 윈도우(IR window)나 적외선 센서 등에도 적용될 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 실시예 및 비교예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.
실시예 1
시약으로 In, Co 및 Sb를 준비하고, 이들을 몰타르(mortar)를 이용하여 잘 혼합하여 In0.25Co4Sb11 조성의 혼합물을 펠렛 형태로 제작하였다. 그리고, H2(1.94%) 및 N2 가스를 흘리면서 500℃에서 15시간 가열하였으며, 이때 승온 시간은 1시간 30분으로 하였다.
다음으로, In0.25Co4Sb11에 시약으로 Te를 추가하여 In0.25Co4Sb11Te1 혼합물을 제작하였다. 이때, 시료 준비는 Ar이 채워진 비닐팩 안에서 진행하였다.
이와 같이 혼합된 재료는 실리카 튜브(silica tube) 안에 넣고 진공 밀봉하여 650℃에서 36시간 가열하되 승온 시간은 1시간 30분으로 하여, In0.25Co4Sb11Te1 분말을 얻었다.
이와 같이 합성된 실시예 시료 중 일부를 직경 4 mm, 길이 15 mm의 원기둥으로 성형하고, 다른 일부를 직경 10 mm, 두께 1 mm의 원판으로 성형한 다음, CIP를 사용하여 200MPa로 압력을 가하였다. 이어서, 얻어진 결과물을 석영관에 넣고 12시간 동안 진공 소결하였다.
소결한 원판에 대해서는 TC-7000(Ulvac-Rico, Inc)을 사용하여 시료의 열 전도도(κ)를 소정 온도 간격으로 측정하였고, 그 결과를 실시예 1로서 도 1에 도시하였다.
소결한 원기둥에 대해서는 ZEM-3(Ulvac-Rico, Inc)를 사용하여 소정 온도 간격으로 시료의 전기 전도도와 제백 계수를 측정하였다. 그리고, 이상 측정된 각각의 값들을 이용하여 ZT 값을 계산함으로써, 그 결과를 실시예 1로서 도 2에 도시하였다.
실시예 2
시약으로 In, Co 및 Sb를 준비하고, 이들을 몰타르(mortar)를 이용하여 잘 혼합하여 In0.25Co4Sb10 및 In0.25Co4Sb11 조성의 혼합물을 펠렛 형태로 제작하였다. 그리고, H2(1.94%) 및 N2 가스를 흘리면서 500℃에서 15시간 가열하였으며, 이때 승온 시간은 1시간 30분으로 하였다.
다음으로, In0.25Co4Sb10에 시약으로 Te를 추가하여 In0.25Co4Sb10Te2 혼합물을 제작하였다. 그리고, 이를 In0.25Co4Sb11 시료와 적절히 혼합하여, In0.25Co4Sb10.75Te1.25 혼합물을 제작하였다. 이때, 시료 준비는 Ar이 채워진 비닐팩 안에서 진행하였다.
이와 같이 혼합된 재료는 실리카 튜브(silica tube) 안에 넣고 진공 밀봉하여 650℃에서 36시간 가열하되 승온 시간은 1시간 30분으로 하여, In0.25Co4Sb10.75Te1.25 분말을 얻었다.
이와 같이 합성된 실시예 시료 중 일부를 직경 4 mm, 길이 15 mm의 원기둥으로 성형하고, 다른 일부를 직경 10 mm, 두께 1 mm의 원판으로 성형한 다음, CIP를 사용하여 200MPa로 압력을 가하였다. 이어서, 얻어진 결과물을 석영관에 넣고 12시간 동안 진공 소결하였다.
소결한 원판에 대해서는 TC-7000(Ulvac-Rico, Inc)을 사용하여 시료의 열 전도도를 측정하였고, 그 결과를 실시예 2로서 도 1에 도시하였다.
소결한 원기둥에 대해서는 ZEM-3(Ulvac-Rico, Inc)를 사용하여 소정 온도 간격으로 시료의 전기 전도도와 제백 계수를 측정하였다. 그리고, 이상 측정된 각각의 값들을 이용하여 ZT 값을 계산함으로써, 그 결과를 실시예 2로서 도 2에 도시하였다.
실시예 3
시약으로 In, Co 및 Sb를 준비하고, 이들을 몰타르(mortar)를 이용하여 잘 혼합하여 In0.25Co4Sb10 및 In0.25Co4Sb11 조성의 혼합물을 펠렛 형태로 제작하였다. 그리고, H2(1.94%) 및 N2 가스를 흘리면서 500℃에서 15시간 가열하였으며, 이때 승온 시간은 1시간 30분으로 하였다.
다음으로, In0.25Co4Sb10에 시약으로 Te를 추가하여 In0.25Co4Sb10Te2 혼합물을 제작하였다. 그리고, 이를 In0.25Co4Sb11 시료와 적절히 혼합하여, In0.25Co4Sb10.5Te1.5 혼합물을 제작하였다. 이때, 시료 준비는 Ar이 채워진 비닐팩 안에서 진행하였다.
이와 같이 혼합된 재료는 실리카 튜브(silica tube) 안에 넣고 진공 밀봉하여 650℃에서 36시간 가열하되 승온 시간은 1시간 30분으로 하여, In0.25Co4Sb10.5Te1.5 분말을 얻었다.
이와 같이 합성된 실시예 시료 중 일부를 직경 4 mm, 길이 15 mm의 원기둥으로 성형하고, 다른 일부를 직경 10 mm, 두께 1 mm의 원판으로 성형한 다음, CIP를 사용하여 200MPa로 압력을 가하였다. 이어서, 얻어진 결과물을 석영관에 넣고 12시간 동안 진공 소결하였다.
소결한 원판에 대해서는 TC-7000(Ulvac-Rico, Inc)을 사용하여 시료의 열 전도도를 측정하였고, 그 결과를 실시예 3으로서 도 1에 도시하였다.
소결한 원기둥에 대해서는 ZEM-3(Ulvac-Rico, Inc)를 사용하여 소정 온도 간격으로 시료의 전기 전도도와 제백 계수를 측정하였다. 그리고, 이상 측정된 각각의 값들을 이용하여 ZT 값을 계산함으로써, 그 결과를 실시예 3으로서 도 2에 도시하였다.
실시예 4
시약으로 In, Co 및 Sb를 준비하고, 이들을 몰타르(mortar)를 이용하여 잘 혼합하여 In0.25Co4Sb10 조성의 혼합물을 펠렛 형태로 제작하였다. 그리고, H2(1.94%) 및 N2 가스를 흘리면서 500℃에서 15시간 가열하였으며, 이때 승온 시간은 1시간 30분으로 하였다.
다음으로, In0.25Co4Sb10에 시약으로 Te를 추가하여 In0.25Co4Sb10Te2 혼합물을 제작하였다. 이때, 시료 준비는 Ar이 채워진 비닐팩 안에서 진행하였다.
이와 같이 혼합된 재료는 실리카 튜브(silica tube) 안에 넣고 진공 밀봉하여 650℃에서 36시간 가열하되 승온 시간은 1시간 30분으로 하여, In0.25Co4Sb10Te2 분말을 얻었다.
이와 같이 합성된 실시예 시료 중 일부를 직경 4 mm, 길이 15 mm의 원기둥으로 성형하고, 다른 일부를 직경 10 mm, 두께 1 mm의 원판으로 성형한 다음, CIP를 사용하여 200MPa로 압력을 가하였다. 이어서, 얻어진 결과물을 석영관에 넣고 12시간 동안 진공 소결하였다.
소결한 원판에 대해서는 TC-7000(Ulvac-Rico, Inc)을 사용하여 시료의 열 전도도를 측정하였고, 그 결과를 실시예 4로서 도 1에 도시하였다.
소결한 원기둥에 대해서는 ZEM-3(Ulvac-Rico, Inc)를 사용하여 소정 온도 간격으로 시료의 전기 전도도와 제백 계수를 측정하였다. 그리고, 이상 측정된 각각의 값들을 이용하여 ZT 값을 계산함으로써, 그 결과를 실시예 4로서 도 2에 도시하였다.
실시예 5
시약으로 In, Co, Zn, Sb 및 Te를 준비하고, 이들을 몰타르(mortar)를 이용하여 잘 혼합하여 In0.25Zn0.1Co4Sb11Te 조성의 혼합물을 펠렛 형태로 제작하였다. 이와 같이 혼합된 재료는 실리카 튜브(silica tube) 안에 넣고 진공 밀봉하여 650℃에서 36시간 가열하되 승온 시간은 1시간 30분으로 하여, In0.25Zn0.1Co4Sb11Te 분말을 얻었다.
이와 같이 합성된 실시예 시료 중 일부를 직경 4 mm, 길이 15 mm의 원기둥으로 성형하고, 다른 일부를 직경 10 mm, 두께 1 mm의 원판으로 성형한 다음, CIP를 사용하여 200MPa로 압력을 가하였다. 이어서, 얻어진 결과물을 석영관에 넣고 12시간 동안 진공 소결하였다.
소결한 원판에 대해서는 TC-7000(Ulvac-Rico, Inc)을 사용하여 시료의 열 전도도(κ)를 측정하였고, 그 결과를 실시예 5로서 도 4에 도시하였다.
소결한 원기둥에 대해서는 ZEM-3(Ulvac-Rico, Inc)를 사용하여 소정 온도 간격으로 시료의 전기 전도도와 제백 계수를 측정하였다. 이때, 전기 전도도(σ)의 측정 결과는 실시예 5로서 도 3에 도시하였다. 그리고, 이상 측정된 각각의 값들을 이용하여 ZT 값을 계산함으로써, 그 결과를 실시예 5로서 도 5에 도시하였다.
실시예 6
시약으로 In, Co, Zn, Cd, Sb 및 Te를 준비하고, 이들을 몰타르(mortar)를 이용하여 잘 혼합하여 In0.25Zn0.1Cd0.1Co4Sb11Te 조성의 혼합물을 펠렛 형태로 제작하였다. 이와 같이 혼합된 재료는 실리카 튜브(silica tube) 안에 넣고 진공 밀봉하여 650℃에서 36시간 가열하되 승온 시간은 1시간 30분으로 하여, In0.25Zn0.1Cd0.1Co4Sb11Te 분말을 얻었다.
이와 같이 합성된 실시예 시료 중 일부를 직경 4 mm, 길이 15 mm의 원기둥으로 성형하고, 다른 일부를 직경 10 mm, 두께 1 mm의 원판으로 성형한 다음, CIP를 사용하여 200MPa로 압력을 가하였다. 이어서, 얻어진 결과물을 석영관에 넣고 12시간 동안 진공 소결하였다.
소결한 원판에 대해서는 TC-7000(Ulvac-Rico, Inc)을 사용하여 시료의 열 전도도를 측정하였고, 그 결과를 실시예 6으로서 도 4에 도시하였다.
소결한 원기둥에 대해서는 ZEM-3(Ulvac-Rico, Inc)를 사용하여 소정 온도 간격으로 시료의 전기 전도도와 제백 계수를 측정하였다. 이때, 전기 전도도의 측정 결과는 실시예 6으로서 도 3에 도시하였다. 그리고, 이상 측정된 각각의 값들을 이용하여 ZT 값을 계산함으로써, 그 결과를 실시예 6으로서 도 5에 도시하였다.
실시예 7
시약으로 In, Co, Zn, Cd, Sb, Ni 및 Te를 준비하고, 이들을 몰타르(mortar)를 이용하여 잘 혼합하여 In0.25Zn0.1Cd0.1Co3.98Ni0.02Sb11Te 조성의 혼합물을 펠렛 형태로 제작하였다. 이와 같이 혼합된 재료는 실리카 튜브(silica tube) 안에 넣고 진공 밀봉하여 650℃에서 36시간 가열하되 승온 시간은 1시간 30분으로 하여, In0.25Zn0.1Cd0.1Co3.98Ni0.02Sb11Te 분말을 얻었다.
이와 같이 합성된 실시예 시료 중 일부를 직경 4 mm, 길이 15 mm의 원기둥으로 성형하고, 다른 일부를 직경 10 mm, 두께 1 mm의 원판으로 성형한 다음, CIP를 사용하여 200MPa로 압력을 가하였다. 이어서, 얻어진 결과물을 석영관에 넣고 12시간 동안 진공 소결하였다.
소결한 원판에 대해서는 TC-7000(Ulvac-Rico, Inc)을 사용하여 시료의 열 전도도를 측정하였고, 그 결과를 실시예 7로서 도 4에 도시하였다.
소결한 원기둥에 대해서는 ZEM-3(Ulvac-Rico, Inc)를 사용하여 소정 온도 간격으로 시료의 전기 전도도와 제백 계수를 측정하였다. 이때, 전기 전도도의 측정 결과는 실시예 7로서 도 3에 도시하였다. 그리고, 이상 측정된 각각의 값들을 이용하여 ZT 값을 계산함으로써, 그 결과를 실시예 7로서 도 5에 도시하였다.
실시예 8
시약으로 In, Co, Sb 및 Te를 준비하고, 이들을 몰타르(mortar)를 이용하여 잘 혼합하여 In0.25Co3.88Sb11Te 조성의 혼합물을 펠렛 형태로 제작하였다. 이와 같이 혼합된 재료는 실리카 튜브(silica tube) 안에 넣고 진공 밀봉하여 650℃에서 36시간 가열하되 승온 시간은 1시간 30분으로 하여, In0.25Co3.88Sb11Te 분말을 얻었다.
이와 같이 합성된 실시예 시료 중 일부를 직경 4 mm, 길이 15 mm의 원기둥으로 성형하고, CIP를 사용하여 200MPa로 압력을 가하였다. 이어서, 얻어진 결과물을 석영관에 넣고 12시간 동안 진공 소결하였다.
소결한 원기둥에 대해서는 ZEM-3(Ulvac-Rico, Inc)를 사용하여 소정 온도 간격으로 시료의 전기 전도도(σ)를 측정하였고, 그 결과를 실시예 8로서 도 6에 도시하였다. 또한, ZEM-3(Ulvac-Rico, Inc)를 사용하여 제백 계수(S)를 측정한 후, 이상 측정된 각각의 값들을 이용하여 power factor 값(PF)을 계산하고, 그 결과를 실시예 8로서 도 7에 도시하였다. 여기서, PF는 S2σ로 표현될 수 있다.
실시예 9
시약으로 In, Co 및 Sb를 준비하고, 이들을 몰타르(mortar)를 이용하여 잘 혼합하여 In0.25Co4Sb12, In0.25Co4Sb10.5 조성의 혼합물을 펠렛 형태로 제작하였다. 그리고, H2(1.94%) 및 N2 가스를 흘리면서 500℃에서 15시간 가열하였으며, 이때 승온 시간은 1시간 30분으로 하였다.
다음으로, In0.25Co4Sb10.5에 시약으로 Se를 추가하여 In0.25Co4Sb10.5Se1.5 혼합물을 제작하고 앞 과정의 In0.25Co4Sb12와 서로 혼합하여 In0.25Co4Sb11.75Se0.25 조성으로 혼합한다.
이와 같이 혼합된 재료는 실리카 튜브(silica tube) 안에 넣고 진공 밀봉하여 650℃에서 36시간 가열하되 승온 시간은 1시간 30분으로 하여, In0.25Co4Sb11.75Se0.25 분말을 얻었다.
이와 같이 합성된 실시예 시료 중 일부를 직경 10 mm, 두께 1 mm의 원판으로 성형한 다음, CIP를 사용하여 200MPa로 압력을 가하였다. 이어서, 얻어진 결과물을 석영관에 넣고 12시간 동안 진공 소결하였다.
소결한 원판에 대해서는 LFA457(Netzsch, Inc)를 사용하여 시료의 열 확산도(thermal diffusivity, T.D.)를 소정 온도 간격으로 측정하였고, 그 결과를 실시예 9로서 도 8에 도시하였다.
실시예 10
시약으로 In, Co 및 Sb를 준비하고, 이들을 몰타르(mortar)를 이용하여 잘 혼합하여 In0.25Co4Sb12, In0.25Co4Sb10.5 조성의 혼합물을 펠렛 형태로 제작하였다. 그리고, H2(1.94%) 및 N2 가스를 흘리면서 500℃에서 15시간 가열하였으며, 이때 승온 시간은 1시간 30분으로 하였다.
다음으로, In0.25Co4Sb10.5에 시약으로 Se를 추가하여 In0.25Co4Sb10.5Se1.5 혼합물을 제작하고 앞 과정의 In0.25Co4Sb12와 서로 혼합하여 In0.25Co4Sb11.5Se0.5 조성으로 혼합한다.
이와 같이 혼합된 재료는 실리카 튜브(silica tube) 안에 넣고 진공 밀봉하여 650℃에서 36시간 가열하되 승온 시간은 1시간 30분으로 하여, In0.25Co4Sb11.5Se0.5 분말을 얻었다.
이와 같이 합성된 실시예 시료 중 일부를 직경 10 mm, 두께 1 mm의 원판으로 성형한 다음, CIP를 사용하여 200MPa로 압력을 가하였다. 이어서, 얻어진 결과물을 석영관에 넣고 12시간 동안 진공 소결하였다.
소결한 원판에 대해서는 LFA457(Netzsch, Inc)를 사용하여 시료의 열 확산도(thermal diffusivity, T.D.)를 소정 온도 간격으로 측정하였고, 그 결과를 실시예 10으로서 도 8에 도시하였다.
실시예 11
시약으로 In 0.0510g, Co 0.3873g, Sb 2.2923g, Co3O4 0.0428g, Te 127.6g을 준비하고, 이들을 몰타르(mortar)를 이용하여 잘 혼합한다. 이와 같이 혼합된 재료는 실리카 튜브(silica tube) 안에 넣고 진공 밀봉하여 650℃에서 36시간 가열하되 승온 시간은 1시간 30분으로 하여, In0.25Co4Sb10.6O0.4Te 분말을 얻었다.
이와 같이 합성된 실시예 시료 중 일부를 직경 10 mm, 두께 1 mm의 원판으로 성형한 다음, CIP를 사용하여 200MPa로 압력을 가하였다. 이어서, 얻어진 결과물을 석영관에 넣고 12시간 동안 진공 소결하였다. 소결한 원판에 대해서는 LFA457(Netzsch, Inc)를 사용하여 열 전도도를 소정 온도 간격으로 측정하였고, 그 결과를 실시예 11로서 도 9에 도시하였다.
실시예 12
시약으로 In 0.1727g, Co 1.3121g, Sb 8.1329g, Se 0.2375g, Co3O4 0.1449g을 준비하고, 이들을 몰타르(mortar)를 이용하여 잘 혼합한다. 이와 같이 혼합된 재료는 실리카 튜브(silica tube) 안에 넣고 진공 밀봉하여 650℃에서 36시간 가열하되 승온 시간은 1시간 30분으로 하여, In0.25Co4Sb11O0.5Se0.5 분말을 얻었다.
이와 같이 합성된 실시예 시료 중 일부를 직경 10 mm, 두께 1 mm의 원판으로 성형한 다음, CIP를 사용하여 200MPa로 압력을 가하였다. 이어서, 얻어진 결과물을 석영관에 넣고 12시간 동안 진공 소결하였다.
소결한 원판에 대해서는 LFA457(Netzsch, Inc)를 사용하여 열 전도도(κ)를 소정 온도 간격으로 측정하였고, 그 결과를 실시예 12로서 도 10에 도시하였다.
실시예 13
시약으로 In 0.0681g, Co 0.5452g, Sb 3.2353g, Te 0.1514g을 준비하고, 이들을 몰타르(mortar)를 이용하여 잘 혼합한다. 이와 같이 혼합된 재료는 실리카 튜브(silica tube) 안에 넣고 진공 밀봉하여 650℃에서 36시간 가열하되 승온 시간은 1시간 30분으로 하여, In0.25Co3.9Sb11.2Te0.5 분말을 얻었다.
이와 같이 합성된 실시예 시료 중 일부를 직경 10 mm, 두께 1 mm의 원판으로 성형한 다음, CIP를 사용하여 200MPa로 압력을 가하였다. 이어서, 얻어진 결과물을 석영관에 넣고 12시간 동안 진공 소결하였다.
소결한 원판에 대해서는 LFA457(Netzsch, Inc)를 사용하여 열전도도를 소정 온도 간격으로 측정하였고, 그 결과를 실시예 13으로서 도 11에 도시하였다.
실시예 14
시약으로 In 0.0494g, Zn 0.0112g, Co 0.3648g, Rh 0.0531g, Sb 2.2612g, Sn 0.0408g, Te 0.2194g을 준비하고, 이들을 몰타르(mortar)를 이용하여 잘 혼합한다. 이와 같이 혼합된 재료는 실리카 튜브(silica tube) 안에 넣고 진공 밀봉하여 650℃에서 36시간 가열하되 승온 시간은 1시간 30분으로 하여, In0.25Zn0.1Co3.6Rh0.3Sb10.8Sn0.2Te 분말을 얻었다.
이와 같이 합성된 실시예 시료 중 일부를 직경 10 mm, 두께 1 mm의 원판으로 성형한 다음, CIP를 사용하여 200MPa로 압력을 가하였다. 이어서, 얻어진 결과물을 석영관에 넣고 12시간 동안 진공 소결하였다.
소결한 원판에 대해서는 LFA457(Netzsch, Inc)를 사용하여 열 전도도(κ)를 소정 온도 간격으로 측정하였고, 그 결과를 실시예 14로서 도 12에 도시하였다.
실시예 15
시약으로 In 0.0504g, Zn 0.0115g, Co 0.3728g, Rh 0.0543g, Sb 2.1825g, Sn 0.1043g, Te 0.2242g을 준비하고, 이들을 몰타르(mortar)를 이용하여 잘 혼합한다. 이와 같이 혼합된 재료는 실리카 튜브(silica tube) 안에 넣고 진공 밀봉하여 650℃에서 36시간 가열하되 승온 시간은 1시간 30분으로 하여, In0.25Zn0.1Co3.6Rh0.3Sb10.2Sn0.5Te 분말을 얻었다.
이와 같이 합성된 실시예 시료 중 일부를 직경 10 mm, 두께 1 mm의 원판으로 성형한 다음, CIP를 사용하여 200MPa로 압력을 가하였다. 이어서, 얻어진 결과물을 석영관에 넣고 12시간 동안 진공 소결하였다. 소결한 원판에 대해서는 LFA457(Netzsch, Inc)를 사용하여 열전도도를 소정 온도 간격으로 측정하였고, 그 결과를 실시예 15로서 도 13에 도시하였다.
실시예 16
시약으로 In 0.0497g, Zn 0.0113g, Co 0.3522g, Rh 0.0713g, Sb 2.2149g, Sn 0.1028g, Te 0.1768g, Co3O4 0.0209g을 준비하고, 이들을 몰타르(mortar)를 이용하여 잘 혼합한다. 이와 같이 혼합된 재료는 실리카 튜브(silica tube) 안에 넣고 진공 밀봉하여 650℃에서 36시간 가열하되 승온 시간은 1시간 30분으로 하여, In0.25Zn0.1Co3.6Rh0.4Sb10.5Sn0.5O0.2Te0.8 분말을 얻었다.
이와 같이 합성된 실시예 시료 중 일부를 직경 10 mm, 두께 1 mm의 원판으로 성형한 다음, CIP를 사용하여 200MPa로 압력을 가하였다. 이어서, 얻어진 결과물을 석영관에 넣고 12시간 동안 진공 소결하였다. 소결한 원판에 대해서는 LFA457(Netzsch, Inc)를 사용하여 열 전도도를 소정 온도 간격으로 측정하였고, 그 결과를 실시예 16으로서 도 14에 도시하였다.
실시예 17
시약으로 In 0.0502g, Zn 0.0114g, Co 0.3708g, Rh 0.0540g, Sb 2.3409g, Sn 0.1037g, Se 0.0690g을 준비하고, 이들을 몰타르(mortar)를 이용하여 잘 혼합한다. 이와 같이 혼합된 재료는 실리카 튜브(silica tube) 안에 넣고 진공 밀봉하여 650℃에서 36시간 가열하되 승온 시간은 1시간 30분으로 하여, In0.25Zn0.1Co3.6Rh0.3Sb11Sn0.5Se0.5 분말을 얻었다.
이와 같이 합성된 실시예 시료 중 일부를 직경 10 mm, 두께 1 mm의 원판으로 성형한 다음, CIP를 사용하여 200MPa로 압력을 가하였다. 이어서, 얻어진 결과물을 석영관에 넣고 12시간 동안 진공 소결하였다. 소결한 원판에 대해서는 LFA457(Netzsch, Inc)를 사용하여 열 전도도를 소정 온도 간격으로 측정하였고, 그 결과를 실시예 17로서 도 15에 도시하였다.
실시예 18
시약으로 In 0.0520g, Zn 0.0119g, Co 0.3844g, Rh 0.0559g, Sb 2.3167g, Sn 0.1076g, Se 0.0715g을 준비하고, 이들을 몰타르(mortar)를 이용하여 잘 혼합한다. 이와 같이 혼합된 재료는 실리카 튜브(silica tube) 안에 넣고 진공 밀봉하여 650℃에서 36시간 가열하되 승온 시간은 1시간 30분으로 하여, In0.25Zn0.1Co3.6Rh0.3Sb10.5Sn0.5Se0.5 분말을 얻었다.
이와 같이 합성된 실시예 시료 중 일부를 직경 10 mm, 두께 1 mm의 원판으로 성형한 다음, CIP를 사용하여 200MPa로 압력을 가하였다. 이어서, 얻어진 결과물을 석영관에 넣고 12시간 동안 진공 소결하였다. 소결한 원판에 대해서는 LFA457(Netzsch, Inc)를 사용하여 열 전도도를 소정 온도 간격으로 측정하였고, 그 결과를 실시예 18로서 도 16에 도시하였다.
실시예 19
시약으로 In 0.0498g, Zn 0.0113g, Co 0.4037g, Ni 0.0020g, Sb 2.3078g, Sn 0.0041g, Te 0.2213g을 준비하고, 이들을 몰타르(mortar)를 이용하여 잘 혼합한다. 이와 같이 혼합된 재료는 실리카 튜브(silica tube) 안에 넣고 진공 밀봉하여 650℃에서 36시간 가열하되 승온 시간은 1시간 30분으로 하여, In0.25Zn0.1Co3.95Ni0.02Sb10.93Sn0.02Te 분말을 얻었다.
이와 같이 합성된 실시예 시료 중 일부를 직경 10 mm, 두께 1 mm의 원판으로 성형한 다음, CIP를 사용하여 200MPa로 압력을 가하였다. 이어서, 얻어진 결과물을 석영관에 넣고 12시간 동안 진공 소결하였다. 소결한 원판에 대해서는 LFA457(Netzsch, Inc)를 사용하여 열 전도도를 소정 온도 간격으로 측정하였고, 그 결과를 실시예 19로서 도 17에 도시하였다.
비교예
시약으로 In, Co 및 Sb를 준비하고, 이들을 몰타르(mortar)를 이용하여 잘 혼합하여 In0.25Co4Sb12 조성의 혼합물을 펠렛 형태로 제작하였다. 그리고, H2(1.94%) 및 N2 가스를 흘리면서 500℃에서 15시간 가열하였으며, 이 때 승온 시간은 1시간 30분으로 하였다. 이와 같이 혼합된 재료는 실리카 튜브(silica tube) 안에 넣고 진공 밀봉하여 650℃에서 36시간 가열하되 승온 시간은 1시간 30분으로 하여, In0.25Co4Sb12 분말을 얻었다.
이와 같이 합성된 비교예 시료 중 일부를 직경 4 mm, 길이 15 mm의 원기둥으로 성형하고, 다른 일부를 직경 10 mm, 두께 1 mm의 원판으로 성형한 다음, CIP를 사용하여 200MPa로 압력을 가하였다. 이어서, 얻어진 결과물을 석영관에 넣고 12시간 동안 진공 소결하였다.
소결한 원판에 대해서는 LFA457(Netzsch, Inc)를 사용하여 열 전도도를 소정 온도 간격으로 측정하였고, 그 결과를 비교예로서 도 1, 도 4, 도 9 내지 도 17에 도시하였다. 또한, 열 확산도의 비교를 위해, LFA457(Netzsch, Inc)로 열 확산도(thermal diffusivity, T.D.)를 소정 온도 간격으로 측정하였고, 그 결과를 비교예로서 도 8에 도시하였다.
소결한 원기둥에 대해서는, ZEM-3(Ulvac-Rico, Inc)를 사용하여 소정 온도 간격으로 시료의 전기 전도도와 제백 계수를 측정하였다. 이때, 전기 전도도의 측정 결과는 비교예로서 도 3 및 도 6에 도시하였다.
그리고, 이상 측정된 각각의 값들을 이용하여 ZT 값을 계산함으로써, 그 결과를 비교예로서 도 2 및 도 5에 도시하였다. 또한, 이상 측정된 각각의 값들을 이용하여 power factor 값(PF)을 계산하고, 그 결과를 비교예로서 도 7에 도시하였다.
우선, 도 1, 도 4, 도 9 내지 도 17의 결과를 참조하면, 본 발명에 따른 여러 실시예의 화합물 반도체는, 비교예의 화합물 반도체에 비해, 전체 온도 측정 구간에 걸쳐서 열 전도도(κ)가 현저하게 낮다는 것을 알 수 있다.
특히, 도 8의 결과를 참조하면, 본 발명에 따른 실시예의 화합물 반도체는, 비교예의 화합물 반도체에 비해, 열 확산도(T.D.)가 크게 낮다는 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 3 및 도 6의 결과를 참조하면, 본 발명에 따른 여러 실시예의 화합물 반도체는, 비교예의 화합물 반도체에 비해, 전체 온도 측정 구간에 걸쳐 전기 전도도(σ)가 현저하게 높다는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 여러 실시예의 화합물 반도체는, 비교예의 화합물 반도체에 비해, 열 전도도가 낮고, 전기 전도도가 높기 때문에, 열전 성능 지수를 나타내는 ZT값이 향상된 특성을 갖는다. 그리고, 이와 같은 결과는 도 2, 도 5의 결과를 보더라도 알 수 있다.
뿐만 아니라, 도 7의 결과를 참조하면, 본 발명에 따른 일부 실시예의 파워 팩터값이, 비교예의 화합물 반도체에 비해 높은 온도 범위에서 좋은 특성을 나타낸다는 것을 알 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (15)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 반도체.
    <화학식 1>
    InxMyCo4-m-aAmSb12-n-z-bXnQz
    상기 화학식 1에서, M은 Ca, Sr, Ba, Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Ag, Cd, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나 이상이고, A는 Fe, Ni, Ru, Rh, Pd, Ir 및 Pt로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나 이상이며, X는 Si, Ga, Ge 및 Sn으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나 이상이고, Q는 O, S, Se 및 Te로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나 이상이며, 0<x<1, 0≤y<1, 0≤m≤1, 0≤a≤1, 0≤n<9, 0≤z≤4, 0≤b≤3 및 0<n+z+b이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1의 x 및 y는, 0<x+y≤1인 것을 특징으로 하는 화합물 반도체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1의 n, z 및 b는, 0<n+z+b≤9인 것을 특징으로 하는 화합물 반도체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1의 x는, 0<x≤0.5인 것을 특징으로 하는 화합물 반도체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1의 z는, 0<z≤2인 것을 특징으로 하는 화합물 반도체.
  6. In 및 Co를 포함하는 혼합물을 형성하는 단계; 및
    상기 혼합물을 열처리하는 단계
    를 포함하는 제1항의 화합물 반도체의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 혼합물은, O, S, Se 및 Te로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 원소 또는 그 산화물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 혼합물은, Ca, Sr, Ba, Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Ag, Cd, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 원소 또는 그 산화물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체의 제조 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 혼합물은, Fe, Ni, Ru, Rh, Pd, Ir 및 Pt로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 원소 또는 그 산화물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체의 제조 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 혼합물은, Sb를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체의 제조 방법.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 혼합물은, Si, Ga, Ge 및 Sn으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 원소 또는 그 산화물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체의 제조 방법.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 열처리 단계는, 400℃ 내지 800℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체의 제조 방법.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 열처리 단계는, 둘 이상의 열처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체의 제조 방법.
  14. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 화합물 반도체를 포함하는 열전 변환 소자.
  15. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 화합물 반도체를 포함하는 태양 전지.
PCT/KR2012/003739 2011-05-13 2012-05-11 신규한 화합물 반도체 및 그 활용 WO2012157916A1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12786765.3A EP2708505B1 (en) 2011-05-13 2012-05-11 Novel compound semiconductor and usage for same
CN201280023369.3A CN103562127B (zh) 2011-05-13 2012-05-11 新的化合物半导体及其用途
JP2014508303A JP5852228B2 (ja) 2011-05-13 2012-05-11 新規な化合物半導体及びその活用
US13/617,434 US8679374B2 (en) 2011-05-13 2012-09-14 Compound semiconductors and their application

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20110045348 2011-05-13
KR10-2011-0045349 2011-05-13
KR20110045349 2011-05-13
KR10-2011-0045348 2011-05-13
KR10-2011-0049609 2011-05-25
KR20110049609 2011-05-25
KR1020120050460A KR20120127322A (ko) 2011-05-13 2012-05-11 신규한 화합물 반도체 및 그 활용
KR10-2012-0050460 2012-05-11

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US13/617,434 Continuation US8679374B2 (en) 2011-05-13 2012-09-14 Compound semiconductors and their application

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012157916A1 true WO2012157916A1 (ko) 2012-11-22

Family

ID=47177152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2012/003739 WO2012157916A1 (ko) 2011-05-13 2012-05-11 신규한 화합물 반도체 및 그 활용

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8679374B2 (ko)
EP (1) EP2708505B1 (ko)
JP (1) JP5852228B2 (ko)
CN (1) CN103562127B (ko)
TW (1) TWI469933B (ko)
WO (1) WO2012157916A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103820688A (zh) * 2014-03-04 2014-05-28 南京信息工程大学 一种稀土镁电极材料及制备方法
JP2015156476A (ja) * 2014-01-16 2015-08-27 株式会社豊田中央研究所 ｎ型熱電材料

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012157910A1 (ko) * 2011-05-13 2012-11-22 주식회사 엘지화학 신규한 화합물 반도체 및 그 활용
WO2012157905A1 (ko) * 2011-05-13 2012-11-22 주식회사 엘지화학 신규한 화합물 반도체 및 그 활용
EP2708495B1 (en) * 2011-05-13 2017-09-27 LG Chem, Ltd. New compound semiconductors and their application
CN103534201B (zh) * 2011-05-13 2016-10-19 Lg化学株式会社 新的化合物半导体及其用途
EP2708499B1 (en) * 2011-05-13 2017-08-09 LG Chem, Ltd. New compound semiconductors and their application
JP5759616B2 (ja) * 2011-05-13 2015-08-05 エルジー・ケム・リミテッド 新規な化合物半導体及びその活用
WO2012157904A1 (ko) * 2011-05-13 2012-11-22 주식회사 엘지화학 신규한 화합물 반도체 및 그 활용
CN103517871B (zh) * 2011-05-13 2015-08-19 Lg化学株式会社 化合物半导体及其用途
CN105552202B (zh) * 2015-12-08 2018-04-10 中国科学院福建物质结构研究所 晶体材料、制备方法以及含有该晶体材料的热电材料、其制备方法及热电转换器和应用
US20170220638A1 (en) * 2016-01-29 2017-08-03 Dell Products, Lp Information Handling System to Calculate Probabilistic Strategies for a Search Query
KR102123042B1 (ko) 2016-12-28 2020-06-15 주식회사 엘지화학 신규한 화합물 반도체 및 그 활용
CN106876568A (zh) * 2017-02-27 2017-06-20 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 一种热电材料及其制备方法与用途
KR102003352B1 (ko) * 2017-03-15 2019-07-23 주식회사 엘지화학 신규한 화합물 반도체 및 그 활용
CN113372120A (zh) * 2021-06-24 2021-09-10 河南工业大学 一种一维导电链半导体材料Ba3NbTe5及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060125789A (ko) * 2003-12-08 2006-12-06 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 고성능 열전 물질 인듐-코발트-안티몬의 제조 방법
KR20070015543A (ko) * 2004-04-14 2007-02-05 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 고성능 열전 물질 및 그의 제조 방법
KR20090026665A (ko) * 2007-09-10 2009-03-13 충주대학교 산학협력단 ＣｏＳｂ３ 스커테루다이트계 열전재료 및 그 제조방법
KR20110016113A (ko) * 2009-08-11 2011-02-17 충주대학교 산학협력단 Ｉｎ－Ｃｏ－Ｎｉ－Ｓｂ 계 스커테루다이트 열전재료 및 그 제조방법
KR20110016115A (ko) * 2009-08-11 2011-02-17 충주대학교 산학협력단 Ｉｎ－Ｃｏ－Ｆｅ－Ｓｂ 계 스커테루다이트 열전재료 및 그 제조방법

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100452466C (zh) * 2003-09-12 2009-01-14 密歇根州州立大学托管委员会 热电材料及其制备方法、热电元件以及从热能生成电流的方法
US8329319B2 (en) * 2005-10-17 2012-12-11 Agency For Science, Technology And Research Phase change magnetic material
US20100171087A1 (en) * 2007-05-21 2010-07-08 Renesas Technology Corp. Semiconductor device and process for producing the same
KR20090026664A (ko) * 2007-09-10 2009-03-13 충주대학교 산학협력단 스커테루다이트계 열전재료 및 그 제조방법
EP2242121B1 (en) * 2008-01-23 2018-10-24 Furukawa Co., Ltd. Thermoelectric conversion material and thermoelectric conversion module
KR20090110090A (ko) 2008-04-17 2009-10-21 엘지전자 주식회사 초음파를 이용한 인듐 셀레나이드 나노화합물의 제조방법및 이를 포함하는 화합물 반도체 태양전지
CN100570915C (zh) * 2008-09-11 2009-12-16 清华大学 一种四元方钴矿结构的热电材料及其制备方法
CN101397612B (zh) * 2008-10-21 2011-05-25 同济大学 一种方钴矿基热电块体材料的制备方法
US8785762B2 (en) * 2009-03-24 2014-07-22 Basf Se Self-organising thermoelectric materials
EP2703344B1 (en) * 2011-04-28 2016-08-31 LG Chem, Ltd. Novel compound semiconductor and use thereof
EP2703345B1 (en) * 2011-04-28 2018-07-25 LG Chem, Ltd. Novel semiconductor compound and usage thereof
CN103517871B (zh) * 2011-05-13 2015-08-19 Lg化学株式会社 化合物半导体及其用途
WO2012157907A1 (ko) * 2011-05-13 2012-11-22 주식회사 엘지화학 신규한 화합물 반도체 및 그 활용
KR101453036B1 (ko) * 2011-05-13 2014-10-22 주식회사 엘지화학 신규한 화합물 반도체 및 그 활용
CN103534201B (zh) * 2011-05-13 2016-10-19 Lg化学株式会社 新的化合物半导体及其用途
WO2012157904A1 (ko) * 2011-05-13 2012-11-22 주식회사 엘지화학 신규한 화합물 반도체 및 그 활용
WO2012157910A1 (ko) * 2011-05-13 2012-11-22 주식회사 엘지화학 신규한 화합물 반도체 및 그 활용
WO2012157905A1 (ko) * 2011-05-13 2012-11-22 주식회사 엘지화학 신규한 화합물 반도체 및 그 활용
EP2708495B1 (en) * 2011-05-13 2017-09-27 LG Chem, Ltd. New compound semiconductors and their application
EP2708499B1 (en) * 2011-05-13 2017-08-09 LG Chem, Ltd. New compound semiconductors and their application
JP5759616B2 (ja) * 2011-05-13 2015-08-05 エルジー・ケム・リミテッド 新規な化合物半導体及びその活用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060125789A (ko) * 2003-12-08 2006-12-06 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 고성능 열전 물질 인듐-코발트-안티몬의 제조 방법
KR20070015543A (ko) * 2004-04-14 2007-02-05 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 고성능 열전 물질 및 그의 제조 방법
KR20090026665A (ko) * 2007-09-10 2009-03-13 충주대학교 산학협력단 ＣｏＳｂ３ 스커테루다이트계 열전재료 및 그 제조방법
KR20110016113A (ko) * 2009-08-11 2011-02-17 충주대학교 산학협력단 Ｉｎ－Ｃｏ－Ｎｉ－Ｓｂ 계 스커테루다이트 열전재료 및 그 제조방법
KR20110016115A (ko) * 2009-08-11 2011-02-17 충주대학교 산학협력단 Ｉｎ－Ｃｏ－Ｆｅ－Ｓｂ 계 스커테루다이트 열전재료 및 그 제조방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2708505A4 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015156476A (ja) * 2014-01-16 2015-08-27 株式会社豊田中央研究所 ｎ型熱電材料
CN103820688A (zh) * 2014-03-04 2014-05-28 南京信息工程大学 一种稀土镁电极材料及制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014522562A (ja) 2014-09-04
US8679374B2 (en) 2014-03-25
CN103562127A (zh) 2014-02-05
EP2708505A4 (en) 2015-03-25
JP5852228B2 (ja) 2016-02-03
EP2708505A1 (en) 2014-03-19
EP2708505B1 (en) 2017-08-23
CN103562127B (zh) 2016-07-13
US20130009113A1 (en) 2013-01-10
TW201309595A (zh) 2013-03-01
TWI469933B (zh) 2015-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012157916A1 (ko) 신규한 화합물 반도체 및 그 활용
WO2015050420A1 (ko) 신규한 화합물 반도체 및 그 활용
WO2015034317A1 (ko) 열전 재료 및 그 제조 방법
WO2015080527A1 (ko) 신규한 화합물 반도체 및 그 활용
WO2012157904A1 (ko) 신규한 화합물 반도체 및 그 활용
WO2012157913A1 (ko) 신규한 화합물 반도체 및 그 활용
WO2015046810A1 (ko) 신규한 화합물 반도체 및 그 활용
WO2012157917A1 (ko) 신규한 화합물 반도체 및 그 활용
WO2012148197A2 (ko) 신규한 화합물 반도체 및 그 활용
WO2012157910A1 (ko) 신규한 화합물 반도체 및 그 활용
WO2012157914A1 (ko) 신규한 화합물 반도체 및 그 활용
WO2015057019A1 (ko) 열전 재료 및 그 제조 방법
WO2012157905A1 (ko) 신규한 화합물 반도체 및 그 활용
WO2012157909A1 (ko) 신규한 화합물 반도체 및 그 활용
WO2015034318A1 (ko) 열전 재료
WO2012157911A1 (ko) 신규한 화합물 반도체 및 그 활용
WO2012157915A1 (ko) 신규한 화합물 반도체 및 그 활용
WO2012148198A2 (ko) 신규한 화합물 반도체 및 그 활용
WO2016099155A1 (ko) 열전 파우더 및 이를 이용하여 제조된 열전 재료
WO2020218740A1 (ko) 태양전지 및 그 제조 방법
WO2016052948A1 (ko) 화합물 반도체 및 그 제조방법
WO2012157907A1 (ko) 신규한 화합물 반도체 및 그 활용
WO2015034321A1 (ko) 열전 재료 제조 방법
WO2020050466A1 (ko) 주석 디셀레니드계 열전소재 및 이의 제조 방법
WO2019117559A1 (ko) 전이금속-디칼코게나이드 박막, 및 그 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12786765

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2012786765

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012786765

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2014508303

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE