[發明專利]熱電轉換材料和熱電轉換元件

無效

• 申請號: 200780043906.X
• 申請日: 2007-11-26
• 公開（公告）號: CN101542762A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 內田義男;當間哲朗;貞岡和男
• 申請（專利權）人: 住友化學株式會社
• 主分類號: H01L35/22
• 分類號: H01L35/22;C04B35/50
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 熊玉蘭;李平英

技術領域

本發明涉及熱電轉換材料和熱電轉換元件。?

背景技術

所謂熱電轉換發電，是指利用通過對熱電轉換材料賦予溫度差而產生熱電動勢的塞貝克效應，將熱能轉換成電能的發電。熱電轉換發電由于可以將地熱、焚燒爐的熱等排熱作為熱能利用，因此被期待作為環保型的發電。?

熱電轉換材料的將熱能轉換成電能的效率(以下稱為“能量轉換效率”)依賴于熱電轉換材料的性能指數(Z)。性能指數(Z)是用熱電轉換材料的塞貝克系數(α)、電導率(σ)和熱導率(κ)，通過式(1)求出的。?

????????????????Z＝α²×σ/κ????(1)?

如果使用性能指數(Z)大的熱電轉換材料，則可以得到能量轉換效率良好的熱電轉換元件。式(1)中的α²×σ被稱為輸出因子(PF)，其值越大的熱電轉換材料，熱電轉換元件的每單位溫度的輸出越大。?

熱電轉換材料有塞貝克系數為正的p型熱電轉換材料、以及塞貝克系數為負的n型熱電轉換材料。通常，熱電轉換發電中使用將p型熱電轉換材料和n型熱電轉換材料電串聯連接而成的熱電轉換元件。熱電轉換元件的能量轉換效率依賴于p型熱電轉換材料和n型熱電轉換材料的性能指數(Z)。為了得到能量轉換效率良好的熱電轉換元件，要求性能指數(Z)大的p型熱電轉換材料和n型熱電轉換材料。?

例如，在特表2001-512910號公報(第2-8頁)中，公開了以RBa₂Cu₃O_7-δ表示的熱電轉換材料。?

然而，公報記載的熱電轉換材料在高溫(約600℃)空氣中的實用環境下熱電轉換特性(例如輸出因子)不穩定、且不好。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種在實用環境下具有穩定且良好的熱電轉換特性的材料。?

本發明人等進行了各種研究，結果完成了本發明。?

即，本發明提供一種熱電轉換材料，其特征在于，含有復合金屬氧化物，該復合金屬氧化物含有M¹、M^2A和M^2B作為金屬元素，M¹∶M^2A∶M^2B的摩爾比為2∶1∶1，且結晶構造是鈣鈦礦型，其中，?

M¹是選自La、Y和鑭系元素中的至少一種M^1A，或者是M^1A與選自堿土類金屬元素中的至少一種M^1B的組合；?

M^2A是選自原子價能夠成為二價的金屬元素中的至少一種；?

M^2B是選自原子價能夠成為四價的金屬元素中的至少一種；?

M¹、M^2A和M^2B不相同，并且M^2A和M^2B可以含有摻雜元素。?

此外，本發明還提供含有上述熱電轉換材料的熱電轉換元件。?

附圖說明

圖1表示實施例1的燒結體1的X射線衍射圖形。?

具體實施方式

熱電轉換材料?

本發明的熱電轉換材料含有復合金屬氧化物。復合金屬氧化物含有M¹、M^2A和M^2B作為金屬元素。?

M¹是M^1A、或者是M^1A與M^1B的組合。M^1A可以是La、Y、鑭系元素，優選是其中原子價能夠成為三價的金屬元素。M^1A通常是La、Y、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu和Gd，優選是La。它們可以是單獨一種，也可以是組合。M^1B是堿土類金屬元素，優選是Ca、Sr、Ba。它們可以是單獨一種，也可以是組合。M¹是M^1A與M^1B的組合時，M^1B的量通常以M^1A∶M^1B的摩爾比計為1∶0.01～1∶1。?

M^2A是原子價能夠成為二價的金屬元素，優選為Cu、Ni、Zn、Ag，更優選為Cu。它們可以是單獨一種，也可以是組合。?