有機伝導体に基づいた熱電材料の開発

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K13974
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機能物性化学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 森 健彦 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (60174372)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 熱電材料 / 有機伝導体

研究成果の概要

低分子系有機伝導体による熱電デバイス開発ための指導原理の探索を行った。フィリング可変のβ’系有機伝導体の熱電特性について調べ、アニオンの化学圧力効果により伝導度が変化しパワーファクターも変化することを明らかにした。電荷移動錯体の熱電性能のドーピングレベル依存性は伝導性高分子と異なりキャリア数だけを考えたモデルとは異なったものになる。(BTBT)2PF6や(TMTSF)2PF6をp型材料とし、Cu(DMDCNQI)2や(TTMTTP)(I3)5/3をn型材料とした単結晶による熱電素子を作製してその性能を評価した。出力特性は二端子素子としてコンタクト抵抗まで含めた熱電素子全体の抵抗に依存した。

自由記述の分野

物性物理化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

最近廃熱の利用という観点から熱電材料に注目が集まっている。伝導体に温度差ΔTをかけると電位差ΔVが発生するが、その比例係数である熱起電力(ゼーベック係数)S = ΔV/ΔTが大きければ、温度差を利用して発電を行なうことができる。近年にわかに注目を集めている有機熱電材料では、腕時計型デバイスで体温と周辺温度との差によって発電を行なうといった、フレキシブル・常温・微小エネルギーを念頭においた応用が考えらる。本研究では有機伝導体のキャリア数コントロールが熱電性能に与える影響を検討し、有機伝導体を用いた熱電素子を実際に製作してその性能を評価した。