JP2003347609A - Thermoelectric apparatus utilizing nernst effect and seebeck effect - Google Patents

Thermoelectric apparatus utilizing nernst effect and seebeck effect

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JP2003347609A
JP2003347609A JP2002155522A JP2002155522A JP2003347609A JP 2003347609 A JP2003347609 A JP 2003347609A JP 2002155522 A JP2002155522 A JP 2002155522A JP 2002155522 A JP2002155522 A JP 2002155522A JP 2003347609 A JP2003347609 A JP 2003347609A
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electrodes
thermoelectric
temperature side
elements
magnetic field
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Sakutaro Yamaguchi
作太郎 山口
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YYL KK
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YYL KK
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus structure which improves the figure of merit of an apparatus utilizing Nernst effect and Seebeck effect. <P>SOLUTION: The apparatus comprises a plurality of elements which are made of a thermoelectric material and each have at least a first and second elements at mutually opposite positions through central portions of the elements in their sectional view. To extract voltages, the first and second electrodes of the element are disposed at a high and low temperature sides, respectively. The first electrodes of the prestage element and the poststage element are mutually connected through a cable. The second electrodes of the prestage element and the poststage element are mutually connected through a cable. The prestage element and the poststage element have mutually different polarities. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、熱電変換素子に関
し、特に、ネルンスト効果とゼーベック効果を利用した
熱電装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermoelectric conversion element, and more particularly to a thermoelectric device utilizing the Nernst effect and the Seebeck effect.

【０００２】[0002]

【従来の技術】ネルンスト効果とは、温度勾配があり熱
が流れている導体又は半導体に、熱流方向に対して垂直
方向に磁場を作用させると、磁場と温度勾配方向のそれ
ぞれに垂直な方向に電位差を生じる現象である。2. Description of the Related Art The Nernst effect means that when a magnetic field is applied to a conductor or semiconductor having a temperature gradient and heat is flowing in a direction perpendicular to the direction of heat flow, a magnetic field and a direction perpendicular to the temperature gradient are applied. This is a phenomenon that causes a potential difference.

【０００３】ゼーベック効果は、温度勾配方向に平行に
電場を発生するものであり、熱起電力の大きさは、導体
の材質が均質であれば、接点間の温度差だけによって決
まる。導体の両端に温度差ΔＴを与えると、電子とフォ
ノンの流れによって、熱が高温側から低温側に運ばれ、
フォノンは、移動しながら電子と相互作用して電子を引
きずる。熱起電力は電子による起電力ＳｄΔＴ（Ｓｄは
電子拡散成分であり、例えばＳｄ＝（π／２）（ｋ／
ｅ）（ｋＴ／ＥＦ）；ｋはボルツマン定数、ｅは電子の
電荷、Ｔは絶対温度、ＥＦは金属のフェルミ・エネルギ
ー）と、フォノン・ドラッグ成分ＳｇΔＴの和で与えら
れる。半導体の場合、両端の温度差により電荷担体（Ｎ
型半導体の場合、電子、Ｇｅ等Ｐ型半導体の場合、アク
セプター）とフォノンの流れによって熱が高温側から低
温側に運ばれる。半導体において、電荷担体の濃度は、
金属の伝導電子と比べて低く（金属の伝導電子はフェル
ミ・ディラック統計に従う）、マクスフェル・ボルツマ
ン分布に従い、Ｓｄは３／２（ｋ／ｅ）で与えられる。The Seebeck effect is to generate an electric field parallel to the direction of the temperature gradient. The magnitude of the thermoelectromotive force is determined only by the temperature difference between the contacts if the material of the conductor is homogeneous. When a temperature difference ΔT is given to both ends of the conductor, heat is transferred from the high temperature side to the low temperature side by the flow of electrons and phonons,
The phonons interact with the electrons while moving, and drag the electrons. The thermoelectromotive force is an electromotive force S d ΔT (S d is an electron diffusion component, for example, S d = (π / 2) (k /
e) (kT / E F) ; k is the Boltzmann constant, e is the electron charge, T is the absolute temperature, E F is the metal Fermi energy), given by the sum of the phonon drag component S g [Delta] T. In the case of a semiconductor, the charge carrier (N
In the case of a type semiconductor, heat is transferred from the high temperature side to the low temperature side by the flow of electrons and phonons in the case of a P-type semiconductor such as electrons and Ge. In semiconductors, the concentration of charge carriers is
Lower than the metal of the conduction electrons (metal conduction electrons follow the Fermi-Dirac statistics), according Makusuferu-Boltzmann distribution, S d is given by 3/2 (k / e).

【０００４】従来より、熱電半導体を利用したペルチェ
素子が現在市販されている。ペルチェ素子は、ペルチェ
効果（異種の導体又は半導体の接点に電流を通すと、該
接点でジュール熱以外に熱の発生、熱の吸収が起こる現
象であり、ゼーベック効果の逆プロセスであるが、物理
的には同じ現象である）を利用しており、冷却や温度制
御に利用されている。すなわち、ペルチェ素子は、電圧
を、素子外部から印加して、素子に電流を流すことによ
って、温度差を発生させ、冷却や加熱や温度制御を行う
ものである。そして、温度差を熱電半導体に印加して、
発電を行う素子を「ゼーベック素子」という。この２つ
の現象（ペルチェ効果、ゼーベック効果）は、物理的に
は同じプロセスであるが、歴史上、それぞれ独立に発見
された、発見者の名前が付けられている。Conventionally, Peltier devices using thermoelectric semiconductors are currently on the market. The Peltier element is a phenomenon in which when a current is passed through a contact between different conductors or semiconductors, heat is generated and absorbed in addition to Joule heat at the contact of the Peltier effect, which is a reverse process of the Seebeck effect. The same phenomenon is used for cooling and temperature control. That is, the Peltier element applies a voltage from outside the element and causes a current to flow through the element to generate a temperature difference, thereby performing cooling, heating, and temperature control. Then, applying a temperature difference to the thermoelectric semiconductor,
An element that generates power is called a “Seebeck element”. These two phenomena (the Peltier effect and the Seebeck effect) are physically the same process, but have been named independently by their discoverers in history.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ネルンスト
効果とゼーベック効果（熱起電力）を利用した発電装置
の研究に基づき、創案されたものであって、その目的と
するところは、ネルンスト効果とゼーベック効果を利用
した装置の性能指数を向上する全く新規の装置構造を提
供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made based on a study of a power generator using the Nernst effect and the Seebeck effect (thermoelectric power). Another object of the present invention is to provide a completely new device structure that improves the performance index of a device using the Seebeck effect.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係る装置は、一つのアスペクト（側面）において、
両端間に温度差が設けられている熱電素子を複数段カス
ケード接続し、複数段の熱電素子のうち前段と後段の関
係にある熱電素子の両端間の電位差は逆極性とされ、複
数の熱電素子をカスケード接続するケーブルのそれぞれ
についてケーブル１本あたりの両端は、温度に関して、
高温側又は低温側のうち同一の側に配置されている。According to one aspect of the present invention, there is provided an apparatus for achieving the above object.
A plurality of thermoelectric elements in which a temperature difference is provided between both ends are cascaded in a plurality of stages, and a potential difference between both ends of a thermoelectric element having a relation of a former stage and a latter stage among a plurality of thermoelectric devices has a reverse polarity, and a plurality of thermoelectric devices are For each of the cables cascading the two ends per cable,
They are arranged on the same side of the high temperature side or the low temperature side.

【０００７】本発明において、前記熱電素子の断面に垂
直方向に磁場を作用させ、１つの前記熱電素子の電極間
には、前記磁場と前記高温側と低温側の温度差との積に
基づく電圧と、前記高温側と低温側の温度差に基づく電
圧とによる合成電圧が得られる。In the present invention, a magnetic field is applied in a direction perpendicular to the cross section of the thermoelectric element, and a voltage based on the product of the magnetic field and the temperature difference between the high temperature side and the low temperature side is applied between the electrodes of one thermoelectric element. And a voltage based on the temperature difference between the high-temperature side and the low-temperature side.

【０００８】本発明に係る装置は、他のアスペクト（側
面）において、熱電材料よりなり、素子側面には、素子
断面の中心部分を介して互いに対向する位置に、第１及
び第２の電極を少なくとも備えてなる素子を、複数備
え、電圧を取り出すにあたり、前記素子の前記第１の電
極は高温側に配され、前記素子の前記第２の電極は低温
側にされ、前段と後段の前記素子の前記第１の電極同士
がケーブルで接続され、前段と後段の前記素子の前記第
２の電極同士がケーブルで接続されている。[0008] In another aspect (side) of the device according to the present invention, the device is made of a thermoelectric material, and the first and second electrodes are provided on the side of the element at positions opposed to each other via the center of the cross section of the element. In order to take out a voltage, at least a plurality of elements provided are provided, and the first electrode of the element is disposed on a high-temperature side, the second electrode of the element is disposed on a low-temperature side, and the former and the latter elements are provided. Are connected to each other by a cable, and the second electrodes of the former and subsequent elements are connected by a cable.

【０００９】本発明に係る装置においては、前記断面に
垂直方向に磁場を作用させ、前記第１、第２の電極間に
は、前記磁場と前記高温側と低温側の温度差との積に基
づく電圧と、前記高温側と低温側の温度差に基づく電圧
により合成電圧が得られる。In the apparatus according to the present invention, a magnetic field is applied in a direction perpendicular to the cross section, and a product of the magnetic field and a temperature difference between the high temperature side and the low temperature side is applied between the first and second electrodes. And a voltage based on the temperature difference between the high-temperature side and the low-temperature side, a combined voltage is obtained.

【００１０】本発明において、前段と後段の前記素子の
極性が互いに異なる構成とされている。In the present invention, the polarities of the elements at the front and rear stages are different from each other.

【００１１】本発明に係る装置において、前記素子の断
面形状が矩形とされ、前記第１、第２の電極は、前記矩
形の対角線を規定する第１、第２の頂点の近傍の素子側
面にそれぞれ配設されている構成としてもよい。In the device according to the present invention, a cross-sectional shape of the element is rectangular, and the first and second electrodes are provided on side surfaces of the element near first and second vertices defining a diagonal line of the rectangle. Each of them may be provided.

【００１２】本発明に係る装置においては、前段と後段
の前記素子がＰ型とＮ型の半導体素子よりなる。In the device according to the present invention, the elements at the front and rear stages are P-type and N-type semiconductor elements.

【００１３】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する。本発明は、両端間に温度差が設けられている熱電
素子を複数段カスケード接続し（例えば図８の素子１０
Ａ，１０Ｂ、１０Ａ，…）、複数段の熱電素子のうち前
段と後段の関係にある熱電素子の両端間の電位差は逆極
性とされ、複数の熱電素子をカスケード接続するケーブ
ル（図８の１３）のそれぞれについてケーブル１本あた
りの両端は、温度に関して、高温側又は低温側のうち同
一の側に配置されており、例えば初段と最終段の熱電素
子の電極から所望の電圧が取り出される電池として機能
する。Embodiments of the present invention will be described. According to the present invention, thermoelectric elements having a temperature difference between both ends are cascaded in a plurality of stages (for example, the element 10 in FIG. 8).
A, 10B, 10A,...), A potential difference between both ends of a thermoelectric element in a relation of a former stage and a latter stage among a plurality of thermoelectric elements has opposite polarity, and a cable for cascade-connecting a plurality of thermoelectric elements (13 in FIG. 8). ), Both ends of one cable are arranged on the same side of the high temperature side or the low temperature side with respect to the temperature. Function.

【００１４】温度勾配方向（ベクトルｇｒａｄ Ｔ）
は、熱電素子の一つの断面において互いに直交するＸ軸
とＹ軸のうちの一つの軸を規定し、前記断面に対して法
線方向に沿って磁場（Ｂ）を作用させ、前記一つの軸の
一端側に対応する前記断面の外周の１つの点の近傍と、
前記１つの点と前記断面に関して対角線上に位置する前
期断面の外周の他の点の近傍とに、それぞれ電極（１
１、１２）を備え、電極（１１、１２）間には、前記磁
場Ｂと前記高温側と低温側の温度差ｇｒａｄＴとの積に
基づく電圧ＶＮと、前記高温側と低温側の温度差に基づ
く電圧Ｖαとによる合成電圧（＝ＶＮ＋Ｖα）が得られ
る。Temperature gradient direction (vector grad T)
Defines one of the X-axis and the Y-axis orthogonal to each other in one section of the thermoelectric element, and applies a magnetic field (B) to the section in a normal direction to the one section. Near one point on the outer circumference of the cross section corresponding to one end of
The electrode (1) is located near the one point and near another point on the outer circumference of the cross section located diagonally with respect to the cross section.
1, 12), and a voltage VN based on the product of the magnetic field B and the temperature difference gradT between the high temperature side and the low temperature side, and a temperature difference between the high temperature side and the low temperature side, between the electrodes (11, 12). Thus, a combined voltage (= VN + Vα) based on the voltage Vα is obtained.

【００１５】以下では、本発明に係るネルンスト−ゼー
ベック装置、及び該装置を構成する素子構造について、
その原理、実験結果に基づき、説明する。In the following, the Nernst-Seebeck device according to the present invention and the element structure constituting the device will be described.
An explanation will be given based on the principle and experimental results.

【００１６】図１は、本発明に係る熱電装置（熱電発電
装置）における、ネルンスト−ゼーベック素子の単位素
子構成を説明するための図である。サンプル（素子）１
０の断面は、矩形形状（サイズは横がａ、縦がｂ）であ
り、その上部が高温側Ｔｈ（high temperature sid
e）、下部が低温側Ｔｌ（low temperature side）であ
る。磁束Ｂは、図１の垂直方向に印加されている。ｇｒ
ａｄ Ｔは、温度勾配である。FIG. 1 is a diagram for explaining a unit element configuration of a Nernst-Seebeck element in a thermoelectric device (thermoelectric generator) according to the present invention. Sample (element) 1
0 has a rectangular shape (the size is a in the horizontal direction and b in the vertical direction), and the upper part thereof has a high temperature side Th (high temperature sid).
e) The lower part is the low temperature side Tl (low temperature side). The magnetic flux B is applied in the vertical direction in FIG. gr
ad T is the temperature gradient.

【００１７】また、素子１０の周縁（CONTOUR）の側面
において、矩形形状の断面の対角線で結ばれる頂点近傍
に、それぞれ電極（electrode）１１、１２が取り付け
られている。電極（electrode）１１、１２は、素子１
０の側面の厚さ方向に延在される。なお、図１におい
て、長方形あるいは正方形の矩形断面は、あくまで一例
を示したものであり、本発明において、断面形状は他の
多角形等であってもよい。Electrodes (electrodes) 11 and 12 are attached to the sides of the periphery (CONTOUR) of the element 10 near the vertices connected by diagonal lines of the rectangular cross section. Electrodes (electrodes) 11 and 12 are elements 1
0 extends in the thickness direction of the side surface. In FIG. 1, the rectangular or square rectangular cross section is merely an example, and in the present invention, the cross sectional shape may be another polygon or the like.

【００１８】熱起電力により生じた電圧（「ゼーベック
電圧」という）Ｖαは、図１の素子１０の上下方向に発
生し、ネルンスト効果により生じた電圧（ネルンスト電
圧）ＶＮは、図１の左右方向に発生する。The voltage Vα generated by the thermoelectromotive force (referred to as “Seebeck voltage”) is generated in the vertical direction of the element 10 in FIG. 1, and the voltage (Nernst voltage) VN generated by the Nernst effect is calculated in the horizontal direction in FIG. Occurs.

【００１９】これに対応したオームの法則と、ゼーベッ
ク電圧、ネルンスト電圧を式（１）（２）、（３）で表
す。The corresponding Ohm's law, Seebeck voltage and Nernst voltage are expressed by equations (1), (2) and (3).

【００２０】 Ｅ＝α・gradＴ ＋ Ｎ・Ｂ×gradＴ …（１） Ｖα＝α・ΔＴ …（２） ＶＮ＝Ｎ・Ｂ・ΔＴ・（ａ／ｂ） …（３）[0020] E = α · gradT + NB · gradT (1) Vα = α · ΔT (2) VN = NB · ΔT · (a / b) (3)

【００２１】ここで、αはゼーベック係数であり、Ｎは
ネルンスト係数であり、Ｔは温度、Ｂは磁場（ベクト
ル）、ΔＴは温度差であり、ａ，ｂはサンプル（図１の
１０）のそれぞれの辺の長さである。gradＴは温度Ｔの
勾配（ベクトル）であり、Ｂ×gradＴは、ベクトルＢと
ベクトルgradＴのベクトル積である。Where α is the Seebeck coefficient, N is the Nernst coefficient, T is the temperature, B is the magnetic field (vector), ΔT is the temperature difference, and a and b are the samples (10 in FIG. 1). The length of each side. gradT is a gradient (vector) of the temperature T, and B × gradT is a vector product of the vector B and the vector gradT.

【００２２】電極１１、１２を素子１０の対角方向に取
り付けると、ネルンスト電圧ＶＮとゼーベック電圧Ｖα
の和の電圧を検出することが出来る。When the electrodes 11 and 12 are mounted in a diagonal direction of the device 10, the Nernst voltage VN and the Seebeck voltage Vα
Can be detected.

【００２３】ところで、ゼーベック素子と、前述したペ
ルチェ素子を作製するとなると、これらはかなり異なっ
た構造となる。By the way, when the Seebeck element and the Peltier element described above are manufactured, they have considerably different structures.

【００２４】その理由は、ゼーベック素子およびペルチ
ェ素子では、流れる電流が大幅に異なるからである。つ
まり、ペルチェ素子の場合には、比較的大きな電流を流
さないと、実際に必要な温度差は得られない。一方、同
じ温度差を素子に付けた条件で取り出すことが出来る電
力は、素子の発生電圧と電流の積になるが、電流値が、
前者に比べて、１／５以下になるので、電極が小さくて
良い。以下に説明する。The reason is that the Seebeck element and the Peltier element flow greatly different currents. In other words, in the case of the Peltier element, an actually necessary temperature difference cannot be obtained unless a relatively large current flows. On the other hand, the power that can be extracted under the condition that the same temperature difference is applied to the element is the product of the voltage generated by the element and the current.
As compared with the former, it is 1/5 or less, so that the electrode may be small. This will be described below.

【００２５】以下では、従来より、一般的に利用される
ビスマス・テルル系の熱電材料を考える。具体的には、
輸送係数のパラメータ（熱伝導率）を、市販の材料に基
づいて、以下のように決める。In the following, a conventionally used bismuth tellurium-based thermoelectric material will be considered. In particular,
The parameter of the transport coefficient (thermal conductivity) is determined as follows based on commercially available materials.

【００２６】α＝２０５μＶ／Ｋ η＝１．１１×１０−５Ωｍ κ＝１．３５Ｗ／ｍ／ＫΑ = 205 μV / K η = 1.11 × 10 −5 Ωm κ = 1.35 W / m / K

【００２７】このビスマス・テルル系の熱電材料のサイ
ズは、 Ｓ＝１０ｍｍ×１０ｍｍ（断面積） ｄ＝２ｍｍ（厚さ） とする。The size of the bismuth tellurium-based thermoelectric material is S = 10 mm × 10 mm (cross-sectional area) d = 2 mm (thickness).

【００２８】輸送係数が利用される温度範囲で変化しな
いものと想定し、熱流の方程式は、高温側、低温側で、
次式（４）、（５）で表される。Assuming that the transport coefficient does not change over the temperature range used, the heat flow equation is:
It is expressed by the following equations (4) and (5).

【００２９】 ｑｃ＝αＴｃＩ−0.5ｒｅＩ２−ＫΔＴ …（４） ｑｈ＝αＴｈＩ＋0.5ｒｅＩ２−ＫΔＴ …（５）[0029] q c = αT c I-0.5r e I 2 -KΔT ... (4) q h = αT h I + 0.5r e I 2 -KΔT ... (5)

【００３０】ここで、ｑｃは低温側での吸熱量、 ｑｈは高温側での放熱量、ｒｅは素子の抵抗、Ｉは電
流、Ｋは熱コンダクタンス、αはゼーベック係数であ
る。Here, q c is the amount of heat absorbed on the low temperature side, q h is the amount of heat radiation on the high temperature side, re is the resistance of the element, I is the current, K is the thermal conductance, and α is the Seebeck coefficient.

【００３１】また、この時に素子両端の印加する電圧
は、 Ｖ＝ｒｅＩ ＋αＴｈ …（６） である。Further, the voltage applied to both ends of the element at this time is V = r e I + αT h ... (6).

【００３２】ペルチェ素子を利用する場合の一つの例と
して、最大温度差を付ける場合を想定しよう。この場
合、図１の高温側温度＝一定として、最小のＴｃを与え
る電流は、上式（４）を電流Ｉで微分してゼロと置いて
求まり、次式（７）で与えられる。As an example of using a Peltier element, let us assume that a maximum temperature difference is provided. In this case, assuming that the high temperature side in FIG. 1 is constant, the current that gives the minimum Tc is obtained by differentiating the above equation (4) with the current I and setting it to zero, and is given by the following equation (7).

【００３３】 Ｉ＝αΔＴ／ｒｅ …（７）I = αΔT / r e (7)

【００３４】すると、低温側温度Ｔｃと電流Ｉと関係
は、図２のように表される。Then, the relationship between the low temperature side temperature Tc and the current I is represented as shown in FIG.

【００３５】計算条件は、Ｔｈ＝３００Ｋとしている。The calculation conditions, is set to T h = 300K.

【００３６】図２から、到達最低温度は２２７Ｋであ
り、その時の電流値は２１０Ａである。このため、ペル
チェ素子として利用する場合には、電極とその配線が２
１０Ａに対応することが必要になり、大型となることが
分かる。As shown in FIG. 2, the lowest temperature is 227K, and the current value at that time is 210A. Therefore, when used as a Peltier element, the electrodes and their wiring
It is necessary to deal with 10A, which means that the size becomes large.

【００３７】なお、熱電半導体の厚さが半分になれば、
最適電流値は倍となるが、到達最低温度は変化しない。When the thickness of the thermoelectric semiconductor is reduced by half,
The optimum current value is doubled, but the lowest temperature does not change.

【００３８】次に、発電素子（ゼーベック素子）として
利用する場合について説明する。この場合、温度差は、
８０Ｋ（＝３００Ｋ−２２０Ｋ）とすると、発生電圧
は、上式（６）の右辺の第２項のみとなることから、１
６．４ｍＶを得る。Next, description will be made on a case where the device is used as a power generating element (Seebeck element). In this case, the temperature difference is
Assuming that 80K (= 300K−220K), the generated voltage is only the second term on the right side of the above equation (6).
Obtain 6.4 mV.

【００３９】一方、上記サイズで電気抵抗率は既知であ
るので、電気抵抗が求まり、０．２２２ｍΩである。On the other hand, since the electrical resistivity is known at the above size, the electrical resistance is determined, and is 0.222 mΩ.

【００４０】ゼーベック効果では熱電素子が電池になっ
ており、外部に取り出せる最大電力は、外部抵抗が内部
抵抗に等しいときに得られる。この時に流れる電流は、
３６．９Ａとなる。In the Seebeck effect, the thermoelectric element is a battery, and the maximum power that can be taken out is obtained when the external resistance is equal to the internal resistance. The current flowing at this time is
36.9A.

【００４１】したがって、最大温度差を得るときの電流
の１７．６％の値になる。すなわち、同じ熱電材料で
も、それをペルチェ素子として利用するか、あるいはゼ
ーベック素子として利用するかで、電極構造は大きく変
化し、ゼーベック素子であれば電流容量は低くてもよい
ことがわかる。Accordingly, the value is 17.6% of the current for obtaining the maximum temperature difference. That is, even if the same thermoelectric material is used as a Peltier element or as a Seebeck element, the electrode structure greatly changes, and it can be seen that the current capacity may be low with a Seebeck element.

【００４２】更に、素子の厚さを倍にすれば、流れる電
流は半分となる。これは、ゼーベック素子の発生電圧
は、高温側と低温側の温度差だけで決まるが、素子の厚
さ（素子の厚さは図１の紙面垂直方向に対応する）が２
倍になると、抵抗値が２倍になるので、流れる電流は半
分になるためである。しかし、この場合、変換効率は変
化しない。逆に言えば、素子１０の厚さｄの逆数１／ｄ
に、単位面積あたり取り出せる電力は、比例することが
分かる。Further, when the thickness of the element is doubled, the flowing current is halved. This is because the voltage generated by the Seebeck element is determined only by the temperature difference between the high-temperature side and the low-temperature side, but the element thickness (the element thickness corresponds to the direction perpendicular to the plane of FIG. 1) is 2
This is because, when the current is doubled, the resistance value is doubled, and the flowing current is halved. However, in this case, the conversion efficiency does not change. Conversely, the reciprocal 1 / d of the thickness d of the element 10
In addition, it can be seen that the power that can be extracted per unit area is proportional.

【００４３】また、市販のペルチェ素子では、高温側と
低温側にそれぞれ対向する側の面の全面に電極が取り付
けられているが、以上の検討から、ゼーベック素子とし
て利用する場合には、これよりも、小型の電極および配
線構成でよい。In a commercially available Peltier device, electrodes are attached to the entire surface on the side opposite to the high temperature side and the surface facing the low temperature side. From the above examination, when the electrode is used as a Seebeck device, it is no longer necessary. Also, a small electrode and wiring configuration may be used.

【００４４】再び、図１を参照すると、このような素子
構造で、ゼーベック電圧Ｖαとネルンスト電圧ＶＮの和
が得られるように、電極の位置、部材等を選ぶことで、
実質的に、ゼーベック係数が増大したことに対応してい
る。Referring to FIG. 1 again, in such an element structure, by selecting the positions of the electrodes, the members, and the like so that the sum of the Seebeck voltage Vα and the Nernst voltage VN can be obtained.
Substantially corresponds to the increase in Seebeck coefficient.

【００４５】すなわち、熱電変換素子の性能指数Ｚ（Fi
gure of merit）が増大したことに対応しており、変換
効率の向上が期待される。That is, the figure of merit Z (Fi
gure of merit), which is expected to improve conversion efficiency.

【００４６】特に、ネルンスト効果の場合には、熱流が
低温側から高温側に流れ、ゼーベック効果とは反対方向
となる。このため、熱電変換素子の性能指数が同じ値で
あっても、大きな変換効率が得られることになる。これ
を以下に具体的に説明する。In particular, in the case of the Nernst effect, the heat flow flows from the low temperature side to the high temperature side, and is in a direction opposite to the Seebeck effect. Therefore, even if the thermoelectric conversion elements have the same figure of merit, a large conversion efficiency can be obtained. This will be specifically described below.

【００４７】図１の素子（サンプル）１０として利用し
た材料は、ビスマスの多結晶である。大きさは１２ｍｍ
角（図１のａ＝１２ｍｍ、ｂ＝１２ｍｍ）で、厚さは、
１．８ｍｍである。The material used as the element (sample) 10 in FIG. 1 is polycrystalline bismuth. Size is 12mm
At the corners (a = 12 mm, b = 12 mm in FIG. 1), the thickness is
1.8 mm.

【００４８】銅ブロック（不図示）が、素子１０と電気
絶縁して取り付けてあり、低温側と高温側の温度を一定
に保持するように構成されている。高温側の銅ブロック
にはヒーター（不図示）を取り付けた。また、熱電対
（不図示）を２カ所に直接ビスマスに取り付けた。これ
によって、素子（サンプル）１０の温度を測定した。A copper block (not shown) is electrically insulated from the element 10 and is configured to maintain a constant temperature on the low temperature side and the high temperature side. A heater (not shown) was attached to the copper block on the high temperature side. Thermocouples (not shown) were directly attached to bismuth at two locations. Thus, the temperature of the device (sample) 10 was measured.

【００４９】図３に、対角線上に配置した電極１１、１
２間の電圧と磁場との関係を示す。磁場の向きによって
観測される電圧は大きくなったり、小さくなったりす
る。これは、ネルンスト電圧の符号が反転することと、
ゼーベック電圧自身が変化するためである。FIG. 3 shows the electrodes 11, 1 arranged diagonally.
2 shows the relationship between the voltage and the magnetic field between the two. The voltage observed increases or decreases depending on the direction of the magnetic field. This means that the sign of the Nernst voltage is inverted,
This is because the Seebeck voltage itself changes.

【００５０】この実施例では、磁場−２．５Ｔ付近で最
大値となり、磁場の負方向への増大によって緩やかに減
少する。一方、正方向の磁場を印加すると誘起電圧は減
少して、＋２．０Ｔ付近でゼロとなり、更に磁場を増大
すると符号が反転する。そして、＋５．０Ｔまでは誘起
電圧が飽和する傾向は見られなかった。In this embodiment, the maximum value is obtained near the magnetic field of -2.5 T, and the value gradually decreases as the magnetic field increases in the negative direction. On the other hand, when a magnetic field in the positive direction is applied, the induced voltage decreases, becomes zero near + 2.0T, and the sign is reversed when the magnetic field is further increased. Until + 5.0T, the induced voltage did not tend to be saturated.

【００５１】一方、この時、素子（サンプル）１０の対
角線上の電極１１、１２間の電気抵抗と熱伝導は磁場に
よって変化している。図４は、対角線上の電極１１、１
２間の電気抵抗と磁場の関係を示しており、図５は、熱
伝導と磁場の関係を示している。On the other hand, at this time, the electric resistance and the heat conduction between the electrodes 11 and 12 on the diagonal line of the element (sample) 10 are changed by the magnetic field. FIG. 4 shows diagonal electrodes 11, 1
The relationship between the electric resistance and the magnetic field between the two is shown, and FIG. 5 shows the relationship between the heat conduction and the magnetic field.

【００５２】一般に、電気抵抗は磁場の印加によって増
大し、熱伝導は減少する。図４、図５に示すように、今
回の測定でもその結果が同様に得られている。In general, the electric resistance increases with the application of a magnetic field, and the heat conduction decreases. As shown in FIG. 4 and FIG. 5, the same result was obtained in the present measurement.

【００５３】この時、性能指数Ｚは次式（８）で与えら
れる。At this time, the figure of merit Z is given by the following equation (8).

【００５４】Ｚ＝α２／（κ・η） …（８）Z = α 2 / (κ · η) (8)

【００５５】ただし、ηは輸送パラメータ、Ｒは抵抗
値、κは熱伝導率である。Here, η is a transport parameter, R is a resistance value, and κ is a thermal conductivity.

【００５６】性能指数Ｚは，磁場の印加によって、増大
することも減少することもある。性能指数の磁場依存性
は、複雑な現象であり、単純には見積もることが困難で
ある。実際、熱電半導体の磁場依存性については、従
来、いくつかの論文等が発表され、これらは互いに矛盾
している結果を得ている。The figure of merit Z may increase or decrease depending on the application of a magnetic field. The magnetic field dependence of the figure of merit is a complicated phenomenon, and it is difficult to simply estimate. In fact, several papers and the like have been published on the magnetic field dependence of thermoelectric semiconductors, and these have obtained mutually contradictory results.

【００５７】しかしながら、以上のデータを利用して、
性能指数が磁場によってどのように変化するかを見積も
ることが出来る。即ち、実効的な性能指数Ｚｅｆｆを評
価するために次式（９）を見積もることである。However, using the above data,
It is possible to estimate how the figure of merit changes with the magnetic field. That is, the following equation (9) is estimated in order to evaluate the effective figure of merit Z eff .

【００５８】 Ｚｅｆｆ＝（Ｖｅｆｆ／ΔＴ）２／（κ・Ｒ） …（９）Z eff = (V eff / ΔT) 2 / (κ · R) (9)

【００５９】ここで、Ｖｅｆｆは観測された電圧、ΔＴ
はサンプルの温度差、Ｒは抵抗値、κは熱伝導率であ
る。Where V eff is the observed voltage, ΔT
Is the temperature difference of the sample, R is the resistance value, and κ is the thermal conductivity.

【００６０】上式（９）を評価することによって、実効
的に、磁場中の対角線上に電極を配置したときの性能指
数が見積もられる。図６に、その結果を示す。By evaluating the above equation (9), a figure of merit when the electrodes are arranged on a diagonal line in a magnetic field can be effectively estimated. FIG. 6 shows the results.

【００６１】図６において、横軸は磁場、縦軸は、性能
指数の相対値である。磁場がゼロの時の性能指数を１．
０とすると、磁場が−２．５Ｔの時に、約２．２倍にな
っている。そして、ゼーベック電圧とネルンスト電圧の
符号が反転する方向の磁場を印加すると、磁場の増大に
よって、性能指数が減少し、ほぼゼロになり、その後、
増大する。この増大は、ゼーベック係数自身が、磁場印
加によって、符号が反転するからである。従って、磁場
の印加によって性能指数が増大することが分かる。In FIG. 6, the horizontal axis is the magnetic field, and the vertical axis is the relative value of the figure of merit. The figure of merit when the magnetic field is zero is 1.
Assuming that the value is 0, when the magnetic field is -2.5T, the value is approximately 2.2 times. Then, when a magnetic field in the direction in which the signs of the Seebeck voltage and the Nernst voltage are reversed is applied, the figure of merit decreases due to the increase in the magnetic field, and becomes almost zero.
Increase. This increase is because the sign of the Seebeck coefficient itself is inverted by the application of the magnetic field. Therefore, it can be seen that the figure of merit increases with the application of the magnetic field.

【００６２】以上では、実際に行った実験結果を引用し
ているが、このような実験結果を利用することによっ
て、実用化できるエネルギー変換素子は出来るであろう
か？残念なことに、その答えは否（「No」）である。そ
の理由は、もし、このような材料を利用して素子を作る
ことになると、複数の素子を電気的に直列接続して作る
ことになる。これは、通常のペルチェ素子、ゼーベック
素子と同じである。In the above, the results of experiments actually performed are cited. Is it possible to make an energy conversion element that can be put into practical use by using such experimental results? Unfortunately, the answer is no ("No"). The reason is that if an element is manufactured using such a material, a plurality of elements are electrically connected in series. This is the same as a normal Peltier element or Seebeck element.

【００６３】図７は、複数の素子１０（図１参照）の電
極１１、１２を直列接続する構成を模式的に示す図であ
る。図７に示すように、電気的に接続する配線ケーブル
１３が高温側と低温側をつなぐ構造を取ることになる。
すると、ケーブル１３は、銅などの良導体を利用してい
るため、ケーブル１３を通じて熱が高温側から低温側に
流れ、大きな損失を発生するからである。従って、この
ような素子構造は、原理的にあり得ない(動作し得ない)
のである。FIG. 7 is a diagram schematically showing a configuration in which electrodes 11 and 12 of a plurality of elements 10 (see FIG. 1) are connected in series. As shown in FIG. 7, the wiring cable 13 to be electrically connected has a structure connecting the high temperature side and the low temperature side.
Then, since the cable 13 uses a good conductor such as copper, heat flows from the high-temperature side to the low-temperature side through the cable 13 to generate a large loss. Therefore, such an element structure is impossible in principle (cannot operate)
It is.

【００６４】そこで、磁場を利用したネルンスト−ゼー
ベック素子としての可能性についてさらに研究を重ね
た。Therefore, further studies were made on the possibility of a Nernst-Seebeck element using a magnetic field.

【００６５】ゼーベック係数の符号は、熱電半導体素子
の極性によって決まる。つまり、Ｐ型、Ｎ型によって、
符号が正負になる。The sign of the Seebeck coefficient is determined by the polarity of the thermoelectric semiconductor device. That is, depending on the P type and N type,
The sign becomes positive or negative.

【００６６】一方、ネルンスト係数は、熱電素子のキャ
リアの散乱過程によって決まると言われている。したが
って、Ｐ型、Ｎ型によらず、キャリアの散乱過程が同じ
であれば、同じ符号を取る。On the other hand, it is said that the Nernst coefficient is determined by the scattering process of carriers of the thermoelectric element. Therefore, if the carrier scattering process is the same irrespective of the P type and the N type, the same sign is assigned.

【００６７】[0067]

【実施例】図８は、一実施例の構成を説明するための図
である。図８において、素子単体の構成は、図１に示し
た構成と同様とされる。FIG. 8 is a diagram for explaining the structure of one embodiment. 8, the configuration of a single element is the same as the configuration shown in FIG.

【００６８】図７に示す例では、素子１０を構成する材
料であるビスマスはＮ型であるため、常に、素子１０の
高温側（high temperature side）が電位が低温側（l
owtemperature side）の電位より高い。このため、図
７に示すように、配線１３で一つの素子の高温側の電極
１１と隣りの素子の低温側の電極１２を接続した、カス
ケード構成とされている。In the example shown in FIG. 7, bismuth as a material constituting the element 10 is N-type, so that the high temperature side of the element 10 always has the potential on the low temperature side (l).
owtemperature side). For this reason, as shown in FIG. 7, a cascade configuration is adopted in which the high-temperature side electrode 11 of one element and the low-temperature side electrode 12 of the adjacent element are connected by wiring 13.

【００６９】一方、磁場Ｂは超伝導マグネットなどによ
って発生するので、小さな距離で、急激には符号を反転
させることは出来ない。On the other hand, since the magnetic field B is generated by a superconducting magnet or the like, the sign cannot be rapidly reversed at a small distance.

【００７０】したがって、ネルンスト電場の方向は、Ｐ
型、Ｎ型の極性に寄らず、空間的に一方向になる。Therefore, the direction of the Nernst electric field is P
It is spatially unidirectional, regardless of the polarity of the type and N-type.

【００７１】そこで、本実施例では、素子１０の電極に
接続するケーブル１３は、一つの素子と隣りの素子（前
段と後段の素子）の高温側（high temperature sid
e）の電極１１同士、もしくは、一つの素子と隣りの素
子（前段と後段の素子）の低温側（low temperature
side）の電極１２同士を接続することになり、ケーブル
１３の両端間に実質的に温度差が発生しない。すなわ
ち、高温側と低温側に両端がそれぞれ対向して配置され
る極性の異なる熱電素子（図１のネルンスト−ゼーベッ
ク素子）を複数備え、熱電素子をカスケード接続するケ
ーブル１３は、ケーブル１３の両端が、高温側と低温側
のいずれかに配置されている。この熱電素子は、電極１
１が高温側の素子がＰ型素子（１０Ａ）とされ、隣りは
Ｎ型（１０Ｂ）、さらに隣りはＰ型…、交互に配置され
ている。Therefore, in this embodiment, the cable 13 connected to the electrode of the element 10 is connected to one element and the high temperature side (high temperature sid) of the adjacent element (the former and the latter).
e) between the electrodes 11 or between one element and an adjacent element (the former and the latter elements)
Since the electrodes 12 on the side) are connected to each other, substantially no temperature difference occurs between both ends of the cable 13. In other words, a plurality of thermoelectric elements having different polarities (Nernst-Seebeck elements in FIG. 1) arranged opposite to each other on the high temperature side and the low temperature side, respectively, and the cable 13 for cascading the thermoelectric elements has two ends. , On either the high temperature side or the low temperature side. This thermoelectric element has an electrode 1
Element 1 is a P-type element (10A) on the high temperature side, N-type (10B) is next to P-type elements, and P-type elements are next to each other.

【００７２】図８の左端の素子１０Ａの電極１１、１２
間の差電圧（電極１２を基準）を−ΔＶＡ、素子１０Ｂ
の電極１１、１２間の差電圧（電極１２を基準）をΔＶ
Ｂ，図８の右端の素子１０Ａの電極１１、１２間の差電
圧（電極１２を基準）を−ΔＶＡとすると、図８の左端
の素子１０Ａの電極１１と、図８の右端の素子１０Ａの
電極間には、２×ΔＶＡ＋ΔＶＢ相当の電圧を得ること
ができる。The electrodes 11, 12 of the element 10A at the left end in FIG.
The difference voltage between the electrodes (with reference to the electrode 12) is -ΔVA, and the element 10B
The difference voltage between the electrodes 11 and 12 (with reference to the electrode 12) is ΔV
B, assuming that the difference voltage between the electrodes 11 and 12 of the rightmost element 10A in FIG. 8 (with reference to the electrode 12) is −ΔVA, the electrode 11 of the leftmost element 10A in FIG. 8 and the rightmost element 10A in FIG. A voltage equivalent to 2 × ΔVA + ΔVB can be obtained between the electrodes.

【００７３】すると、図６で述べた磁場印加によって向
上した材料の性能指数をそのまま素子の性能指数として
利用できる構造になる。なお、ネルンスト係数が、材料
の極性によって、符号が同じであるという前提で構成さ
れている。Then, a structure is obtained in which the performance index of the material improved by the application of the magnetic field described with reference to FIG. 6 can be used as it is as the performance index of the element. The Nernst coefficient has the same sign depending on the polarity of the material.

【００７４】ゼーベック係数が高く、ネルンスト係数が
同時に高い材料が適宜用いられる。なお、ビスマスは、
熱電素子の中では、ゼーベック係数もネルンスト係数も
高い。A material having a high Seebeck coefficient and a high Nernst coefficient at the same time is appropriately used. Bismuth is
Among the thermoelectric elements, both the Seebeck coefficient and the Nernst coefficient are high.

【００７５】[0075]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
素子の電極に接続するケーブルは、一つの素子と隣りの
素子の高温側の電極同士、一つの素子と隣りの素子の低
温側の電極同士を接続して直列形態に接続することにな
り、ケーブルに温度差が発生せず、磁場印加によって向
上した材料の性能指数をそのまま素子の性能指数として
利用でき、所望の電圧を効率的に取り出すことができる
という効果を奏する。As described above, according to the present invention,
The cable connected to the electrode of the element is connected in series by connecting one element and the electrode on the high temperature side of the adjacent element, and connecting one element and the electrode on the low temperature side of the adjacent element. Therefore, there is no temperature difference, and the figure of merit of the material improved by the application of the magnetic field can be used as it is as the figure of merit of the element, so that a desired voltage can be efficiently extracted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】ネルンスト−ゼーベック素子を説明するための
図である。FIG. 1 is a diagram for explaining a Nernst-Seebeck element.

【図２】低温側温度と電流値の関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a low-temperature side temperature and a current value.

【図３】対角方向の電圧と磁場の関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a diagonal voltage and a magnetic field.

【図４】対角線上の電極間の抵抗と磁場の関係を示す図
である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the resistance between diagonal electrodes and the magnetic field.

【図５】熱伝導の磁場依存性を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the magnetic field dependence of heat conduction.

【図６】実効的な性能指数の磁場依存性を示す図であ
る。FIG. 6 is a diagram showing the magnetic field dependence of the effective figure of merit.

【図７】ネルンスト−ゼーベック素子の配線構造の一例
を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a wiring structure of a Nernst-Seebeck element.

【図８】本発明の一実施例において、Ｐ型、Ｎ型半導体
を利用したネルンスト−ゼーベック素子の配線構造の一
例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of a wiring structure of a Nernst-Seebeck element using P-type and N-type semiconductors in one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０ 素子（サンプル） １１ 電極 １２ 電極 １３ ケーブル 10 elements (sample) 11 electrodes 12 electrodes 13 Cable

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】両端間に温度差が設けられている熱電素子
を複数段カスケード接続し、 複数段の前記熱電素子のうち前段と後段の関係にある熱
電素子の両端間の電位差は逆極性とされ、 複数段の前記熱電素子をカスケード接続するケーブルの
それぞれについてケーブル１本あたりの両端は、温度に
関して、高温側又は低温側のうち同一の側に配置されて
なる、ことを特徴とする熱電装置。A thermoelectric element having a temperature difference between both ends is cascaded in a plurality of stages, and a potential difference between both ends of a thermoelectric element having a relation of a former stage and a latter stage among the plurality of thermoelectric devices has an opposite polarity. The thermoelectric device is characterized in that, for each of the cables that cascade-connect the plurality of thermoelectric elements, both ends per cable are arranged on the same side of the high temperature side or the low temperature side with respect to the temperature. . 【請求項２】温度差方向が、前記熱電素子の一つの断面
において互いに直交するＸ軸とＹ軸のうちの一つの軸を
規定し、 前記断面に対して法線方向に沿って磁場を作用させ、 前記一つの軸の一端側に対応する前記断面の外周の１つ
の点の近傍と、前記１つの点と前記断面に関して対角線
上に位置する前記断面の外周の他の点の近傍とに、それ
ぞれ電極を備え、 前記電極間には、前記磁場と前記温度差との積に基づく
電圧と、前記温度差に基づく電圧とによる合成電圧が得
られる、ことを特徴とする請求項１記載の熱電装置。2. A temperature difference direction defines one of an X axis and a Y axis orthogonal to each other in one cross section of the thermoelectric element, and applies a magnetic field along a normal direction to the cross section. In the vicinity of one point of the outer periphery of the cross section corresponding to one end side of the one axis, and near other points of the outer periphery of the cross section located diagonally with respect to the one point and the cross section, The thermoelectric device according to claim 1, further comprising an electrode, wherein a combined voltage is obtained between the electrodes by a voltage based on a product of the magnetic field and the temperature difference and a voltage based on the temperature difference. apparatus. 【請求項３】熱電材料よりなり、素子側面には、素子断
面の中心部分を介して互いに対向する位置に、第１及び
第２の電極を少なくとも備えてなる素子を、複数備え、 電圧を取り出すにあたり、前記素子の前記第１の電極は
高温側に配され、前記素子の前記第２の電極は低温側に
され、 前記前段と後段の前記素子の前記第１の電極同士がケー
ブルで接続され、前段と後段の前記素子の前記第２の電
極同士がケーブルで接続されており、 前記素子間の電極間を接続するケーブルのそれぞれにつ
いて、前記ケーブルの両端は高温側と低温側のいずれか
に配置されており、前記ケーブル１本あたりの両端の温
度は同一とされている、ことを特徴とする熱電装置。3. A plurality of devices comprising a thermoelectric material and comprising at least first and second electrodes at positions opposing each other with a central portion of the device cross section on the side surface of the device, and extracting voltage. In this case, the first electrode of the element is disposed on a high-temperature side, the second electrode of the element is disposed on a low-temperature side, and the first electrodes of the former and subsequent elements are connected by a cable. The second electrodes of the elements at the front and the rear are connected by a cable, and for each of the cables connecting the electrodes between the elements, both ends of the cable are on either the high-temperature side or the low-temperature side. A thermoelectric device, wherein the temperature of both ends per one cable is the same. 【請求項４】前記断面に垂直方向に磁場を作用させ、前
記第１、第２の電極間には、前記磁場と前記高温側と低
温側の温度差との積に基づく電圧と、前記高温側と低温
側の温度差に基づく電圧とによる合成電圧が得られる、
ことを特徴とする請求項３記載の熱電装置。4. A magnetic field is applied in a direction perpendicular to the cross section, and a voltage based on a product of the magnetic field and a temperature difference between the high temperature side and the low temperature side is applied between the first and second electrodes. A composite voltage is obtained by the voltage based on the temperature difference between the low side and the low side,
The thermoelectric device according to claim 3, wherein: 【請求項５】前段と後段の前記素子の極性が互いに異な
るものとされている、ことを特徴とする請求項３又は４
記載の熱電装置。5. The device according to claim 3, wherein said first and second elements have polarities different from each other.
A thermoelectric device as described. 【請求項６】前記素子の断面形状が矩形とされ、前記第
１、第２の電極は、前記矩形の対角線を規定する第１、
第２の頂点の近傍の素子側面にそれぞれ配設されてな
る、ことを特徴とする請求項３又は４記載の熱電装置。6. The element has a rectangular cross section, and the first and second electrodes have first and second electrodes defining a diagonal line of the rectangle.
The thermoelectric device according to claim 3, wherein the thermoelectric device is disposed on each of the element side surfaces near the second vertex. 【請求項７】前記複数の素子の極性が交互に異なること
を特徴とする請求項３又は４記載の熱電装置。7. The thermoelectric device according to claim 3, wherein the polarities of the plurality of elements are alternately different. 【請求項８】前段と後段の前記素子がＰ型とＮ型の半導
体素子よりなる、ことを特徴とする請求項３乃至６のい
ずれか一に記載の熱電装置。8. The thermoelectric device according to claim 3, wherein said first and second elements are P-type and N-type semiconductor elements. 【請求項９】所定の厚さの平板状の熱電材料よりなり、
平板側面には、平板断面の中心部分を介して互いに対向
する位置に、第１及び第２の電極を少なくとも備えてな
る素子を備え、 前記素子の厚さ方向に磁場を作用させ、前記第１、第２
の電極は、高温側と低温側に配置され、 前記第１、第２の電極間から、前記磁場と前記高温側と
低温側の温度差との積に基づく電圧と、前記高温側と低
温側の温度差に基づく電圧とによる合成電圧が取り出さ
れる、ことを特徴とする熱電装置。9. A flat thermoelectric material having a predetermined thickness,
An element including at least first and second electrodes is provided on a side surface of the flat plate at a position opposed to each other via a center portion of the cross section of the flat plate. , Second
Electrodes are arranged on the high temperature side and the low temperature side, and a voltage based on the product of the magnetic field and the temperature difference between the high temperature side and the low temperature side, between the first and second electrodes; A thermoelectric device, wherein a combined voltage is extracted from the voltage based on the temperature difference of the thermoelectric device.
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