| Outline of Annual Research Achievements |
熱電発電技術の普及の為, 正確な性能評価法の確立は必須の技術課題となっている. 本研究では, 無次元性能指数zTを交直流電気計測から直接評価する交流ハーマン法の高精度化を目指している. 本年度は引き続き, zTの評価式における熱補正項の導出および実験的検証に取り組んだ. フーリエの法則に基づく熱伝導方程式を用いた熱解析により, 対流熱伝達, リード線の熱伝導, トムソン効果などによる熱損失の影響を評価した. 前年度に構築した評価システムを用いてBi-Te系試料を測定し, 導出した熱補正項の実証を行った. 測定の際はジュール熱の抑制, 交直流応答成分の分離のため, 電流・周波数依存性に充分注意を払った. 圧力依存性の検証から, 常圧から高真空領域までの測定値の変化が, 解析から導かれた対流熱伝達による熱補正項により再現できる結果を得た. また, 異なる線径のリード線を用いて測定した結果, 測定値はリード線の熱コンダクタンスに比例して減少した. 測定値がリード線から逃げる熱損失により過小評価されるが, これも熱解析により補正できることがわかった. 電極の取り付け位置によっても測定値は顕著に変化したことから, トムソン熱などを考慮した試料内温度分布を正確に反映した熱補正が必要であるといえる.
実際の製品に近いモジュール構造への適用にも取り組み, 硬質基板やフレキシブル基板を用いた熱電モジュールの評価を行い, 基板の違いによる交流ハーマン法の評価値への影響を検証した. さらに正確な熱補正のためには, 複雑な構造を反映した熱シミュレーション解析が課題となる.
基礎材料研究において重要である（微小）単結晶試料の測定では, 本研究で導いた熱解析モデルを適用することで, より正確なzT評価が可能になると期待できる.
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