有機フレキシブル熱電変換デバイスの基礎検討

有机柔性热电转换器件的基础研究

基本信息

批准号：
20655040
负责人：
中村雅一
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

有機エレクトロニクスの将来像の一つであるウェアラブルエレクトロニクスなどの電力源として、有機半導体や有機導体材料を用いた熱電変換素子を創出することを発展的目標とする。そのために、高い熱電変換特性が得られる有機材料をスクリーニングし、有機温度差発電素子のための基礎的な検討を行うことが本研究の主目的である。有機材料に特化したゼーベック係数と導電率の測定装置については最終的な改良を済ませ、複数の有機材料の比率を制御して共蒸着することができるようになった。今年度までに、この装置を用いて、不純物量が異なるものを含めて有機半導体薄膜6種、有機導体薄膜6種、モット絶縁体単結晶4種、有機半導体単結晶1種の熱電特性を評価した。これまでのところ、再現性のあるデータが得られている範囲では、典型的な導電性ポリマーであるPEDOT:PSSのうちで導電率の高い試料が最も良い熱電特性を示し、熱電性能の指標であるパワーファクターが3.3×10^<-8>W/K^2cm、室温におけるZT値が4.9×10^<-3>であった。これは目標とする値の数十分の1である。また、他の研究グループによる報告値も含めて有機半導体材料の熱電特性を評価・解析したところ、典型的な半導体材料を使う限りにおいてキャリアドーピング量を変化させても半導体の熱電効果理論を超えるものが見いだされておらず、その限界は目標には達しないと推測される結果となった。このことから、典型的な半導体材料ではないものに探索の重点を移すべきであると判断される。一方、まだ再現性には乏しいが、有機モット絶縁体の一種において、特定の条件下で10mV/Kを超える大きなゼーベック係数が得られた。今後、このようなエキゾチックな物性を示す材料を中心に探索してゆくべきであるという方針を得た。

发展目标是使用有机半导体和有机导体材料作为可穿戴电子产品的电源来创建热电转换元件，这是有机电子产品的未来视觉之一。为此，这项研究的主要目的是筛选有机材料，以实现高热电转换特性并为有机温度差异发电设备进行基本研究。 Seebeck系数和电导率测量设备专门用于有机材料，并且可以通过控制多种有机材料的比率来实现共同点。直到今年为止，该设备一直用于评估六个有机半导体薄膜的热电特性，六个有机导体薄膜，四个Mott绝缘剂单晶和一个有机半导体单晶，包括具有不同杂质的有机半导体单晶。到目前为止，在获得可再现数据的范围内，典型的导电聚合物PEDOT：PSS之间具有高电导率的样品表现出最佳的热电特性，其功率因数是3.3×10^<-8> w/k^2cm的热电性能的指标，在室温下，ZT值为4.9×10^<-3^^<-3>。这是目标值的十分之一。此外，当我们评估和分析有机半导体材料的热电特性（包括其他研究组报告的值），只要我们使用典型的半导体材料，我们发现即使载体掺杂量的量也不会估计，即使载体掺杂量也不会改变目标。这可以确定搜索的重点应转移到不是典型的半导体材料的东西上。另一方面，尽管可重复性仍然很差，但在某种有机Mott绝缘子的某些条件下，在某些条件下获得了超过10 mV/k的较大锯齿系数。我们已经获得了一项政策，我们应该专注于将来表现出异国情调物理特性的材料。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

フレキシブル熱電変換素子に向けた有機材料の熱電特性評価

用于柔性热电转换元件的有机材料的热电性能评价

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
中村雅一;星敦史;浦部裕亮;田部井智嗣;酒井正俊;工藤一浩
通讯作者：
工藤一浩

Gate-induced thermally stimulated current on a ferroelectric-like dielectric response observed in (BEDT-TTF)(TCNQ) crystalline FET

在 (BEDT-TTF)(TCNQ) 晶体 FET 中观察到的类铁电介电响应上的栅极感应热刺激电流

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
M.Hanada;M.Ishiguro;M.Sakai;H.Yamauchi;M.Nakamura;K.Kudo
通讯作者：
K.Kudo

Evaluation of Thermopower of Organic Materials toward Flexible Thermoelectric Power Generators

有机材料对柔性热电发电机热电势的评估

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
Materials Research Society Symposium ProceedingS
影响因子：
0
作者：
M.Nakamura;A.Hoshi;M.Sakai;K.Kudo
通讯作者：
K.Kudo

Development of the Seebeck-Coefficient-Measurement System for Organic Thin Films

有机薄膜塞贝克系数测量系统的开发

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
A.Hoshi;M.Sakai;M.Nakamura;K.Kudo
通讯作者：
K.Kudo

Evaluation of Thermopower of Organic Materials toward Flexible Therm oelectric Power Generators

有机材料对柔性热电发电机热电势的评价

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
M.Nakamura;A.Hoshi;M.Sakai;K.Kudo
通讯作者：
K.Kudo

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中村雅一其他文献

Thermal stress effects on local electronic properties on N-type GaN crystals in contact with Au/Ti/Cr electrode film by micro-Raman spectroscopy at high temperatures

通过显微拉曼光谱研究高温下热应力对与 Au/Ti/Cr 电极膜接触的 N 型 GaN 晶体局部电子性能的影响

DOI：
10.1016/j.vibspec.2021.103331
发表时间：
2022
期刊：
Vibrational Spectroscopy
影响因子：
2.5
作者：
八瀬清志;石田謙司;石田敬雄;久保野敦史;島田敏宏;谷垣宣孝;中村雅一;星野聡孝;山本雅人;吉田郵司;吉本則之;權田俊一監修吉本則之他多数;坂下弘人;坂下弘人;川上大良，坂下弘人，小野綾子，吉田啓之;Motoki Kawase Jun Suda
通讯作者：
Motoki Kawase Jun Suda