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第15回セラミックス放談会 1998年6月6日 千葉大工学部 西山伸
熱電発電セラミックス材料 第15回セラミックス放談会 1998年6月6日 千葉大工学部 西山伸
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話す内容 熱電発電概論 各論２．p型酸化物半導体 熱電発電とは p型熱電材料 熱電発電材料に求められる特性：性能指数 La2CuO4
Jonker Plot による熱電変換効率の評価 キャリア濃度の最適化とその評価 各論１．n型酸化物半導体 酸化物半導体 ｎ型熱電材料 Zn2SnO4 ZnSb2O6 MgIn2O4 その他 各論２．p型酸化物半導体 p型熱電材料 La2CuO4 La2NiO4 Nd2NiO4 NaCo2O4 各論３． ｐ－ｎ両用酸化物 BaIn2O4 まとめ
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熱電発電 素子のゼーベック効果を用いて熱を電気に変換する方法
特徴 小型軽量 無騒音 環境にやさしい 現状での利用 人工衛星用発電 腕時計 焼却炉の廃熱利用発電 V H.T. L.T. e (-) (+) ゼーベック効果 変換効率の高い 材料が必要！
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熱電発電材料に求められる特性 高い変換効率 高温安定性(耐熱性、化学的安定性) p型－n型半導体 環境安全性 ・熱電変換性能指数
- 高いゼーベック係数(α) - 高い電気伝導度(σ) - 低い熱伝導率(κ) ・熱電変換性能指数
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パワーファクター：熱電変換の電気的指標 キャリア濃度 減少 σ 減少 α 増加 キャリア濃度 増加 σ 増加 α 減少
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Jonker Plot 電気伝導度の対数と ゼーベック係数の関係
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Jonker Plotより 最高の PowerFactorとなる 条件を導く
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キャリア濃度の最適化とその評価 ・キャリア濃度の異なる一連の熱電変換材料の電気伝導度とゼーベック係数の測定結果より、最適なキャリア濃度での熱電変換の性能を評価できる。 → 材料本来の熱電変換性能を評価することができる。 300 250 ZnSb O -system 2 6 -1 200 La CuO VK 2 4 m 150 | / a | 100 50 Mg Cu In O 1-x x 2 4 0.5 1.0 1.5 2.0 log ( s / S cm -1 )
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