発明の詳細な説明【技術分野】 【０００１】 本発明は、熱電材料および熱電モジュールに関する。 続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】 【０００２】 現在、多くの分野において熱エネルギーが廃熱として廃棄されており、地球温暖化への対処などの面から、この熱エネルギーを有効に利用するための提案がなされている。なかでも、熱電材料によって構成される熱電モジュールは、熱エネルギーと電気エネルギーとの間で直接変換することができるとともに、複雑な設備を必要とせず、環境への負荷も少ないことから注目を集めている。 【０００３】 熱電モジュールは、ｐ型熱電材料（ｐ型熱電半導体）とｎ型熱電材料（ｎ型熱電半導体）とを接続することで構成される。また、熱電材料としては、例えば、（１）Ｂｉ－Ｔｅ系、Ｐｂ－Ｔｅ系、Ｓｉ－Ｇｅ系等の化合物半導体、（２）Ｚｎ－Ｓｂ系、Ｃｏ－Ｓｂ系、Ｆｅ－Ｓｂ系等のスクッテルダイト化合物、（３）ＴｉＮｉＳｎ合金等のハーフホイスラー化合物などが知られている。 【０００４】 なかでも、ハーフホイスラー型のＴｉＮｉＳｎ合金は、ｎ型熱電材料として、－１５０μＶ/Ｋを超える大きなゼーベック係数や３ｍＷ/ｍＫ ２ を超える高いパワーファクタ（ＰＦ＝Ｓ ２ σ、Ｓ：ゼーベック係数、σ：導電率）を示すことが知られている（非特許文献１）。また、ハーフホイスラー型のＴｉＮｉＳｎ合金は、他の熱電材料に比べて安価であり、耐熱性に優れることから実用化が期待されている。 【０００５】 ハーフホイスラー型のＴｉＮｉＳｎ合金を含む熱電材料に関連する技術としては、例えば、特許文献１、２の技術などが知られている。 【０００６】 一方、ＴｉＮｉＳｎ合金においてｐ型熱電材料の高い熱電性能を報告した例は無い。このため、これまでは、ｎ型熱電材料としてＴｉＮｉＳｎ合金を用いて熱電モジュールを構成する場合は、ｐ型熱電材料として、例えば、ＦｅＮｂＳｂ合金などの全く組成の異なる材料系と組み合わせる方法が採用されている（非特許文献２）。 【先行技術文献】 【特許文献】 【０００７】 特開２０１１－２０４８３５号公報 特開２０１０－１５７６８６号公報 【非特許文献】 【０００８】 Y. Tang, X. Li, L.H.J. Martin, E. Cuervo Reyes, T. Ivas, C. Leinenbach, S. Anand, M. Peters, G.J. Snyder, C. Battaglia, Impact of Ni content on the thermoelectric properties of half-Heusler TiNiSn, Energy Environ. Sci. 11 (2018) 311-320. D. Landmann, Y. Tang, B. Kunz, R. Huber, D. Widner, P. Rickhaus, R.N. Widmer, H.R. Elsener, C. Battaglia, Fabrication, characterization, and application-matched design of thermoelectric modules based on Half-Heusler FeNbSb and TiNiSn, J. Appl. Phys. 126 (2019) 085113. 【発明の概要】 【発明が解決しようとする課題】 【０００９】 しかしながら、従来のように、熱電モジュールを構成するｎ型熱電材料としてハーフホイスラー型ＴｉＮｉＳｎ合金を使用し、ｐ型熱電材料としてＦｅＮｂＳｂ系合金などの異種材料を使用した場合、熱伝導性や導電性が異なるため、熱バランスが不均質になり発電ロスが発生するという問題があった。さらに、この場合、熱膨張率が異なるために発電動作時の熱膨張差により熱伝達ロスが大きくなるという問題や、熱膨張差による歪みが発生するために熱サイクル耐久性が低下することなどの問題もあった。 【００１０】 本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、ハーフホイスラー型のＴｉＮｉＳｎ合金を主成分とし、ｐ型熱電材料としての熱電特性に優れた熱電材料と、これを含む熱電モジュールを提供することを課題としている。 【課題を解決するための手段】 （【００１１】以降は省略されています） この特許をJ-PlatPat（特許庁公式サイト）で参照する
特許ウォッチ
