2014 Fiscal Year Annual Research Report
シリコンクラスレート化合物の単結晶化による高性能熱電発電材料の探索に関する研究
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24760538
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
宗藤 伸治 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20380587)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 熱電材料 / クラスレート / ゼーベック係数 / 比抵抗 / 移動度 / パワーファクター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
通常Ba8AlxSi46-xクラスレートでは、キャリアである電子濃度が高いため、ゼーベック係数が小さくなってしまう。そのため、キャリア濃度を低くすることにより、ゼーベック係数を大きくすることにより性能向上が試みられている。Ba8AlxSi46-x クラスレートでは、x=16 の結晶が作製できた場合、真性半導体となり、キャリア濃度が最小となる。そこで、昨年度までに作製するBa8AlxSi46-xクラスレートをチョクラルスキー法により作製する過程において初期融液のAl 含有量を増やしたAl リッチな融液からの単結晶引き上げにより、Al 組成比の大きい単結晶作製を行うことにより、n 型Ba-Al-Si クラスレート結晶の高性能化を試み、Al 含有量を増やした融液中からは、Alを多く含んだ単結晶の引き上げが可能であることが分かり、高性能な材料の作製に成功した。本年度は、それらの材料を利用し、176個のn型素子で構成されたユニレッグ型の熱電発電モジュールの作製を試みた。モジュールの下面を500度に加熱し、上面を空冷におり冷却したところ、開放電圧が約1.0V、短絡電流が約0.5Aとなり、約0.13Wの出力を得ることに成功した。
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