本公開涉及熱電轉(zhuǎn)換元件、熱電轉(zhuǎn)換模塊、熱電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、發(fā)電方法、熱電轉(zhuǎn)換材料及熱電轉(zhuǎn)換元件的制造方法。

背景技術(shù)：

1、以往已知熱電轉(zhuǎn)換元件。例如，通過包含n型熱電轉(zhuǎn)換材料的n型熱電轉(zhuǎn)換元件與包含p型熱電轉(zhuǎn)換材料的p型熱電轉(zhuǎn)換元件電連接，能夠提供熱電轉(zhuǎn)換模塊。為了使熱電轉(zhuǎn)換元件的電接合容易，已知在熱電轉(zhuǎn)換材料的端面部形成金屬材料的層。若熱電轉(zhuǎn)換材料的端面部由金屬材料的層形成，則熱電轉(zhuǎn)換元件的處理及組裝容易。

2、例如，在專利文獻(xiàn)1中記載了一種鎂銻基熱電元件。該熱電元件具備：位于熱電元件的中心的鎂銻系熱電材料基質(zhì)層；附著于基質(zhì)層的兩個(gè)表面的過渡層；及附著于兩個(gè)過渡層的表面的電極層。過渡層的材料為鎂銅合金和/或鎂鋁合金。過渡層通過磁控濺射或噴鍍法形成。

3、在專利文獻(xiàn)2中記載了一種鎂銻基熱電元件。該熱電元件具備：位于熱電元件的中心的鎂銻系熱電材料基質(zhì)層；附著于基質(zhì)層的兩個(gè)表面的過渡層；及附著于兩個(gè)過渡層的表面的電極層。過渡層的材料為鈦銅合金或鎂銅合金。過渡層通過離子束濺射法或磁控濺射法形成。

4、在專利文獻(xiàn)3中記載了一種熱電轉(zhuǎn)換元件，其具備電極、中間層和熱電轉(zhuǎn)換層。中間層設(shè)置在熱電轉(zhuǎn)換層與電極之間。中間層與熱電轉(zhuǎn)換層接觸。熱電轉(zhuǎn)換層含有選自mg、sb和bi中的至少1種元素和選自se和te中的至少1種元素。電極由cuzn合金構(gòu)成。中間層與電極的組成和熱電轉(zhuǎn)換層的組成均不同。中間層含有cu、zn和mg。中間層通過火花等離子體燒結(jié)法(sps)形成。

5、在專利文獻(xiàn)4中記載了通過使熱電元件及電極的表面粗面化而使界面電阻減少。熱電元件的材料的例子是碲化鉍、碲化銫鉍及鉍銻。

6、在非專利文獻(xiàn)1中記載了fe、ni、mg、cu、al、zn、ag及ti等的熱電邊界材料與mg3sb1.5bi0.5的接觸界面處的接觸電阻率。

7、在先技術(shù)文獻(xiàn)

8、專利文獻(xiàn)

9、專利文獻(xiàn)1：中國(guó)專利第111613715號(hào)說明書

10、專利文獻(xiàn)2：中國(guó)專利第110635020號(hào)說明書

11、專利文獻(xiàn)3：國(guó)際公開第2020/003554號(hào)

12、專利文獻(xiàn)4：日本特表2022-523127號(hào)公報(bào)

13、非專利文獻(xiàn)

14、非專利文獻(xiàn)1：x.wu?et.al.，acta?mater.226?117616(2022).

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開提供從降低熱電轉(zhuǎn)換元件的電阻的觀點(diǎn)出發(fā)有利的熱電轉(zhuǎn)換元件。

2、本公開的熱電轉(zhuǎn)換元件，具備熱電轉(zhuǎn)換層和金屬層，所述熱電轉(zhuǎn)換層包含熱電轉(zhuǎn)換材料，所述熱電轉(zhuǎn)換材料含有mg和選自sb和bi中的至少一者，所述熱電轉(zhuǎn)換層具有與所述金屬層接觸的第一面，

3、在沿著所述金屬層的厚度方向按照能量色散型x射線分析法觀察所述熱電轉(zhuǎn)換層和所述金屬層的截面時(shí)，所述第一面的算術(shù)平均粗糙度ra滿足用ra≤4.2μm表示的第一條件。

4、根據(jù)本公開，能夠提供從降低熱電轉(zhuǎn)換元件的電阻的觀點(diǎn)出發(fā)有利的熱電轉(zhuǎn)換元件。

技術(shù)特征：

1.一種熱電轉(zhuǎn)換元件，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電轉(zhuǎn)換元件，所述金屬層含有cu。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電轉(zhuǎn)換元件，所述第一面的所述算術(shù)平均粗糙度ra滿足用0.05μm≤ra表示的第二條件。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電轉(zhuǎn)換元件，所述熱電轉(zhuǎn)換材料具有l(wèi)a2o3型的晶體結(jié)構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電轉(zhuǎn)換元件，所述熱電轉(zhuǎn)換材料還含有te。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電轉(zhuǎn)換元件，

7.一種熱電轉(zhuǎn)換模塊，具備：

8.一種熱電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，具備權(quán)利要求7所述的熱電轉(zhuǎn)換模塊和配置于所述電極側(cè)的熱源。

9.一種發(fā)電方法，包含：在權(quán)利要求7所述的熱電轉(zhuǎn)換模塊中利用來自熱源的熱產(chǎn)生溫度差從而產(chǎn)生電。

10.一種熱電轉(zhuǎn)換材料，

11.一種熱電轉(zhuǎn)換元件的制造方法，包含：

技術(shù)總結(jié)
本公開提供從降低熱電轉(zhuǎn)換元件的電阻的觀點(diǎn)出發(fā)有利的熱電轉(zhuǎn)換元件。本公開的熱電轉(zhuǎn)換元件10a具備熱電轉(zhuǎn)換層11和金屬層12。熱電轉(zhuǎn)換層11包含熱電轉(zhuǎn)換材料，所述熱電轉(zhuǎn)換材料含有Mg和選自Sb和Bi中的至少一者。熱電轉(zhuǎn)換層11具有與金屬層12接觸的第一面11a。沿著金屬層12的厚度方向按照能量色散型X射線分析法(EDX)觀察熱電轉(zhuǎn)換層11及金屬層12的截面。在該情況下，第一面11a的算術(shù)平均粗糙度Ra滿足用Ra≤4.2μm表示的條件。

技術(shù)研發(fā)人員：河邊健志,玉置洋正,淺野廣樹
受保護(hù)的技術(shù)使用者：松下知識(shí)產(chǎn)權(quán)經(jīng)營(yíng)株式會(huì)社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/7/10