報告書番号

W99025

タイトル（和文）

熱電発電素子の性能向上方策（その１） -－テルル化ビスマス(Bi2Te3)熱電発電素子の結晶粒径の熱電特性への影響－-

タイトル（英文）

Improvement of thermoelectric properties of thermoelectric generating module-Effect of grain size on thermoelectric property of bismuth telluride(Bi2Te3) thermoelectric material-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

結晶粒径の異なるBi2Te3熱電発電素子を5種類作製して結晶粒径の熱電特性(熱伝導率、ゼーベック係数、電気伝導度)への影響を室温～250℃まで調べた。素子の平均結晶粒径は最も大きいもので11.2μm、最も小さいもので2.3μmであった。熱伝導率は結晶粒の微細化に伴って低減される傾向があった。一方、ゼーベック係数および電気伝導度は最大となる結晶粒径範囲が存在し、その結晶粒径範囲はゼーベック係数および電気伝導度で異なっていた。測定した熱伝導率、ゼーベック係数および電気伝導度を用いて熱電発電素子の性能評価因子である無次元性能指数を計算すると、平均結晶粒径が2.8～8.1μmの範囲で最大になることが分かった。このことより、Bi-Te系熱電発電素子の性能向上を図る場合、結晶粒径を適切に制御することが重要であることが示唆された。

概要 （英文）

Effect of grain size on thermoelectric property(thermal conductivity, Seebeck coefficint and electrical conductivity) of 5 kinds of different grain size Bi2Te3 thermoelectric elements have been invesitigate from 50 to 250 degree C . The maximum mean grain size of samples showed 11.2μm, and the minimun mean grain size showed 2.3μm. The thermal conductivity of the sample has shown a tendency to decrease with decreaseing mean grain size. The seebeck coefficint and the electrical conductivity had the most suitable range of grain size. The dimensionless figure of merit was calculated with the thermal conductivity, the Seebeck coefficient and the electrical conductivity. The dimensionless figure of merit have been shown maximum value from 2.8 to 8.1μm of mean grain size. Then in case of aim to improvement of high efficiency of Bi-Te system themoelectric material, it was showed control of grain size was important.

報告者

キーワード