JP5450022B2 - 熱電子発電素子 - Google Patents
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Description
以下、本発明の第1実施形態について図を参照して説明する。以下で示される熱電子発電素子は、互いに対向配置された一対の電極間を移動する熱電子を利用して熱エネルギーを電気エネルギーに変換するものである。
本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について説明する。図14は、本実施形態に係る熱電子発電素子の模式図である。この図に示されるように、図1で示された熱電子発電素子が複数個直列に接続されている。
上記各実施形態では、基板1a、2aの上にダイヤモンド半導体薄膜1b、2bを形成したものを、エミッター1やコレクター2としていたが、ダイヤモンド半導体薄膜1b、2bそのものをエミッター1やコレクター2としても良い。すなわち、エミッター1やコレクター2は半導体不純物が添加された半導体材料で構成されたものでも良い。
1c エミッターの表面
2 コレクター
2c コレクターの表面
5 電極部
Claims (4)
- 互いに対向配置された一対の電極間を移動する熱電子を利用して熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電子発電素子であって、
ドナー準位を形成する半導体不純物が添加された負性電子親和力を有する半導体材料により構成され、熱源からの熱が加わることによって熱電子を放出するエミッター(1)と、
前記エミッター(1)に対して一定間隔離間して対向配置されていると共にドナー準位を形成する半導体不純物が添加された負性電子親和力を有する半導体材料により構成され、前記エミッター(1)から放出された前記熱電子を移動させるコレクター(2)と、
前記エミッター(1)および前記コレクター(2)が配置され、内部が真空とされることで前記エミッター(1)と前記コレクター(2)との間を真空に保つ真空室(4)と、を備え、
前記コレクター(2)を構成する前記半導体材料に添加された半導体不純物のドーパント濃度が、前記エミッター(1)を構成する前記半導体材料に添加された半導体不純物のドーパント濃度よりも薄いことを特徴とする熱電子発電素子。 - 前記エミッター(1)を構成する半導体材料および前記コレクター(2)を構成する半導体材料は、それぞれダイヤモンドであり、前記エミッター(1)のうち前記コレクター(2)に対向した表面(1c)および前記コレクター(2)のうち前記エミッター(1)に対向した表面(2c)が、それぞれ水素終端されていることを特徴とする請求項1に記載の熱電子発電素子。
- 前記エミッター(1)を構成する半導体材料および前記コレクター(2)を構成する半導体材料は、それぞれ窒化ホウ素であり、前記エミッター(1)のうち前記コレクター(2)に対向した表面(1c)および前記コレクター(2)のうち前記エミッター(1)に対向した表面(2c)が、それぞれ水素終端されていることを特徴とする請求項1に記載の熱電子発電素子。
- 前記エミッター(1)と当該エミッター(1)に対向配置された前記コレクター(2)とにより構成された電極部(5)が、複数直列に接続されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の熱電子発電素子。
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