KR101596288B1 - The thermoelectric-generator - Google Patents
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- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
Abstract
본 발명은 고효율 열전소자에 관한 것으로, 전기전도도를 증가시키면서 열전도도는 효과적으로 감소시키기 위해 열흡수부와 열방출부를 곡률을 갖는 아치형태로 제작된 나노 와이어로 서로 연결시키고, 이 나노 와이어 구조를 외부 자기장 하에 놓음으로써 전자의 이동과 포논의 이동경로를 서로 다르게 한다. 따라서, 자기장의 세기를 조절하여 전기전도도와 열전도도를 최적화시켜 열전상수를 최대화할 수 있다.The present invention relates to a high-efficiency thermoelectric element, in which a heat absorbing portion and a heat releasing portion are connected to each other by a nanowire formed in an arch-shaped arch having a curvature in order to effectively decrease the thermal conductivity while increasing the electrical conductivity, By placing under the magnetic field, the movement of the electrons and the movement path of the phonons are different from each other. Therefore, it is possible to maximize the thermoelectric coefficient by optimizing the electric conductivity and the thermal conductivity by adjusting the intensity of the magnetic field.
열전소자, 전기전도도, 열전도도, 나노와이어 Thermoelectric element, electrical conductivity, thermal conductivity, nanowire
Description
본 발명은 고효율 열전소자에 관한 것으로, 특히 양자효과에 의해 전기 발생 효율을 증가시킬 수 있는 열전소자에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a high-efficiency thermoelectric element, and more particularly, to a thermoelectric element capable of increasing electricity generation efficiency by a quantum effect.
개발도상국 경제의 급부상 등으로 인한 화석연료 사용량의 급증으로 인하여 지구 상의 화석연료가 점차 고갈되어가고 있다. 또한 화석연료의 사용으로 인해 지구 환경 오염 문제와 CO2 가스 배출량의 증가 등이 집중 부각되고 있다. Fossil fuels on the planet are becoming increasingly depleted due to a surge in fossil fuel use due to the emergence of economies in developing countries. In addition, the use of fossil fuels has raised the issue of global environmental pollution and an increase in CO 2 gas emissions.
따라서, 기존 화석 연료를 대체할 수 있는 새로운 청정 에너지가 요구되고 있으며, 그 중 유망한 것이 열전소자이다. Therefore, new clean energy that can replace existing fossil fuels is required, among which thermoelectric devices are the most promising.
열전소자는 열을 전기에너지로 바꿀 수 있는 소자이다. 열전소자의 열원은 태양열 등의 복사열, 지열, 체열, 폐열 등이 될 수 있다. A thermoelectric device is a device that can convert heat into electrical energy. The heat source of the thermoelectric element may be radiant heat such as solar heat, geothermal heat, body heat, waste heat, and the like.
한편, 태양열은 태양이 존재하는 한 꾸준히 공급되며, 환경오염도 전혀 걱정 없는 가장 이상적인 열원이다. 따라서 열원으로서 태양열 등의 복사열을 사용하는 고효율의 열전소자를 개발한다면 시장성 및 응용성 측면에서 가장 폭발적인 반응을 불러 일으킬 것으로 판단된다. 하지만, 태양열 등의 복사열을 열원으로 갖는 열전 소자는 그 연구가 아직 미미한 단계에 있다.On the other hand, solar heat is constantly supplied as long as the sun exists, and it is the ideal heat source without worrying about environmental pollution at all. Therefore, the development of high-efficiency thermoelectric elements using radiant heat such as solar heat as a heat source is expected to cause the most explosive response in terms of marketability and applicability. However, the research of thermoelectric elements having radiant heat such as solar heat as a heat source is still in a very small stage.
열전효과(thermoelectric effect)는 1800년대 Thomas Seebeck에 의해 가장 먼저 발견되었다. Seebeck은 창연(비스무트)와 구리를 연결하고 그 안에 나침반을 배치하였다. 비스무트의 한쪽을 뜨겁게 가열하면 온도차이로 인해 전류가 유도되며, 이 유도전류로 인해 발생하는 자기장이 나침반에 영향을 끼쳐 나침반이 움직이는 것을 보임으로써 열전효과를 처음으로 규명하였다. The thermoelectric effect was first discovered by Thomas Seebeck in the 1800s. Seebeck connected the bismuth and copper and placed a compass in it. When one side of bismuth is heated hot, the current is induced by the temperature difference, and the magnetic field generated by the induction current affects the compass and the compass moves.
열전효율을 가늠하는 지표로는 ZT(figure of merit) 값이 사용된다. ZT 값은 Seebeck 계수(coefficient)의 제곱과 전기전도도(electric conductivity)에 비례하고, 열전도도(thermal conductivity)에 반비례한다. 이들 항(term)들은 물질의 고유 특성에 의해 크게 좌우된다. 금속의 경우 Seebeck 계수 값이 수 uV/K 수준으로 매우 낮고, 비데만 프란쯔 법칙(Wiedemann-Franz law)에 의해 전기전도도와 열전도도는 비례 관계에 있기 때문에, 금속을 이용한 ZT 값 향상은 불가능하다. The figure of merit (ZT) value is used as an index of the thermoelectric efficiency. The ZT value is proportional to the square of the Seebeck coefficient and the electric conductivity, and is inversely proportional to the thermal conductivity. These terms are strongly dependent on the intrinsic properties of the material. In the case of metals, the Seebeck coefficient is very low at several μV / K, and because the electrical conductivity and the thermal conductivity are proportional to each other by the Wiedemann-Franz law, it is impossible to improve the ZT value using metals .
한편, 반도체 물질들에 대한 과학자들의 꾸준한 연구를 통해 각각 체열 및 방사능 열을 그 열원으로 하는 열전소자들이 시장에 나오게 되었다. 제품화된 열전소자용 물질로는 상온 및 중온에서는 Bi2Te3가, 고온에서는 SiGe이 적용되고 있다. Bi2Te3의 ZT 값은 상온에서는 0.7, 120oC에서 최대값인 0.9를 갖는다. SiGe의 ZT 값은 상온에서는 약 0.1, 900oC에서 최대값 0.9를 갖는다.On the other hand, scientists' steady research on semiconducting materials has brought to the market thermoelectric devices, each of which uses thermoelectric and radiative heat as its heat source. Bi 2 Te 3 is applied at room temperature and middle temperature, and SiGe is applied at high temperature. The ZT value of Bi 2 Te 3 has a maximum value of 0.9 at room temperature and 0.7 at 120 ° C. The ZT value of SiGe has a maximum value of 0.9 at room temperature and 0.9 at 900 ° C.
반도체 산업의 기본 소재인 실리콘을 기반으로 한 연구도 관심을 받고 있다. 실리콘은 열전도도가 150W/mㆍK로서 매우 높아, ZT 값이 0.01의 값을 가지므로 열전소자로서의 활용이 어려운 것으로 인식되어 왔다. 하지만, 최근 들어 CVD (chemical vapor deposition)법으로 성장한 실리콘 나노와이어(nanowire)의 경우에는 열전도도를 0.01배 이하까지 줄일 수 있으며, 이에 따라서 ZT 값이 1에 근접하는 것으로 보고되고 있다. Research based on silicon, which is the basic material of the semiconductor industry, is also attracting attention. Silicon has a very high thermal conductivity of 150 W / m · K and has a ZT value of 0.01, which has been recognized to be difficult to utilize as a thermoelectric device. However, recently, in the case of a silicon nanowire grown by chemical vapor deposition (CVD), the thermal conductivity can be reduced to 0.01 times or less, and accordingly, the ZT value is reported to approach 1.
하지만 일반적인 경우 전기전도도를 증가시키게 되면 열전도도도 증가하는 경향을 갖게 되어 문제가 된다.However, in general, increasing the electrical conductivity tends to increase the thermal conductivity, which is problematic.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 양자효과를 증대시켜 전기전도도를 높이고, 열전도도는 감소시켜 열전효율을 향상시킬 수 있는 열전소자를 제공하는 것이다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention provides a thermoelectric device capable of enhancing the quantum effect to increase the electrical conductivity and reduce the thermal conductivity to improve the thermoelectric efficiency.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 열전소자는,According to an aspect of the present invention, there is provided a thermoelectric device including:
외부로부터 공급되는 열을 흡수하는 열흡수부;A heat absorber for absorbing heat supplied from outside;
상기 열흡수부로부터 전달된 열을 외부로 방출하는 열방출부;A heat releasing part for releasing the heat transferred from the heat absorbing part to the outside;
곡률을 갖는 복수의 나노 와이어를 통해 상기 열흡수부와 상기 열방출부를 연결시키는 와이어부를 포함한다. And a wire portion connecting the heat absorbing portion and the heat releasing portion through a plurality of nanowires having a curvature.
실시예에 있어서, 상기 와이어부에 자기장을 인가하여 전자와 포논(phonon)의 이동 경로를 다르게 할 수 있다.In an exemplary embodiment, a magnetic field may be applied to the wire so that electrons and phonons travel differently.
실시예에 있어서, 상기 자기장의 세기에 따라 전기전도도를 증가시키고 열전도도는 감소시켜 열전효율을 증가시킬 수 있다.In an embodiment, the electric conductivity may be increased and the thermal conductivity may be decreased according to the intensity of the magnetic field to increase the thermoelectric efficiency.
실시예에 있어서, 상기 복수의 나노 와이어는 동일한 곡률 및 두께를 갖는다.In an embodiment, the plurality of nanowires have the same curvature and thickness.
실시예에 있어서, 상기 복수의 나노 와이어의 곡률 및 두께를 조절하여 열전도도를 낮게 함으로써 열전효율을 증가시킬 수 있다.In an embodiment, the curvature and the thickness of the plurality of nanowires may be adjusted to lower the thermal conductivity to increase the thermoelectric efficiency.
실시예에 있어서, 상기 나노 와이어는 Si, Ge, C, Sn 및 Pb 중 적어도 하나의 원소로 이루어질 수 있다.In an embodiment, the nanowire may be composed of at least one element of Si, Ge, C, Sn, and Pb.
실시예에 있어서, 상기 열흡수부, 상기 열방출부, 및 상기 와이어부는 동일한 기판 상에 형성되며,In an embodiment, the heat absorbing portion, the heat releasing portion, and the wire portion are formed on the same substrate,
상기 기판은 실리콘 기판, 유리 기판, 플라스틱 기판, 금속 기판, SOI(silicon on insulator) 기판 또는 이들의 결합에 의한 다층 구조를 포함할 수 있다.The substrate may include a silicon substrate, a glass substrate, a plastic substrate, a metal substrate, a silicon on insulator (SOI) substrate, or a multilayer structure formed by combining the substrates.
본 발명에 따른 열전소자에 의하면, 곡률을 갖는 와이어 형태의 구조에 자기장을 인가하여 와이어를 자기장 안에 놓음으로써 전하의 이동과 포논의 이동을 제어하여 전자와 포논의 이동 경로를 조절할 수 있다. 따라서 외부 자기장의 세기를 조절하여 전기전도도 및 열전도도를 최적값으로 변화시킴으로써 최적 ZT 값을 설정하여 열전효율을 향상시킬 수 있다.According to the thermoelectric device according to the present invention, by moving a wire in a magnetic field by applying a magnetic field to a wire-shaped structure having a curvature, it is possible to control the movement of electrons and phonons by controlling charge and phonon movement. Therefore, it is possible to improve the thermoelectric efficiency by setting the optimal ZT value by changing the electric conductivity and the thermal conductivity by adjusting the intensity of the external magnetic field.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
한편 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.On the other hand, throughout the specification, when an element is referred to as "including" an element, it does not exclude other elements unless specifically stated to the contrary.
열전소자는 크게 고온부와 저온부로 나눌 수 있다. The thermoelectric element can be roughly divided into a high temperature part and a low temperature part.
고온부에서의 높은 에너지 밀도를 갖는 전자들은 상대적으로 에너지 밀도가 낮은 저온부로 이동을 하여 열적 평형을 이루게 되고, 이로써 전하 이동에 의한 전압이 생성되게 된다. 하지만, 열적 평형은 전자의 에너지 재분배와 더불어 포논(격자진동)의 에너지 재분배에 의해 일어나므로 일정 시간이 흐르고 나면 전기적으로 중성을 띄게 되고 전압 차도 없어지게 된다. 따라서, 본 발명에서는 전기전도도는 증가하는 반면, 열전도도는 감소하는 열전소자를 제공하여 열전소자의 전기발전효율을 높일 수 있는 방법을 제시한다. Electrons having a high energy density at a high temperature part move to a low temperature part having a relatively low energy density to achieve thermal equilibrium, thereby generating a voltage due to charge transfer. However, thermal equilibrium is caused by redistribution of electrons and energy redistribution of phonons (lattice vibration), so that after a certain period of time, electrons become neutral and voltage difference disappears. Accordingly, the present invention proposes a method of increasing the electric power generation efficiency of a thermoelectric element by providing a thermoelectric element whose electrical conductivity increases while thermal conductivity decreases.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전소자의 구조를 나타내는 도면이다.1 is a view showing the structure of a thermoelectric device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열전소자는 열흡수부(110), 와이어부(120), 및 열방출부(130)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a thermoelectric device according to an embodiment of the present invention includes a
열흡수부(110)는 고온부이고, 열방출부(130)는 저온부이며, 열흡수부(110)와 열방출부(130)가 와이어부(120)에 의해 서로 연결된 구조를 갖는다.The
즉, 열흡수부(110)는 외부로부터의 열을 흡수하고, 이 열은 와이어부(120)를 통과하여 열방출부(130)를 통해 외부로 빠져 나가게 된다. 와이어부(120)는 열흡수부(110)와 열방출부(130)를 연결하는 복수의 나노 와이어를 포함하는데, 전기전도도의 증가와 열전도도의 효과적인 감소를 위해 각각의 나노 와이어는 곡률(r)을 갖는 아치 형태로 제작될 수 있다. 또한, 나노 와이어는 양자효과가 생길수 있도록 충분히 얇게 제작할 수 있다. 나노 와이어는 Si, Ge, C, Sn 및 Pb 중 적어도 하나의 원소로 이루어질 수 있다. 와이어부(120)의 각각의 나노 와이어를 통해 전하가 흐르게 되면, 양자효과에 의해 전기전도도는 증가하면서 열전도도는 감소하는 효과를 얻을 수 있다. That is, the
열흡수부(110), 열방출부(130), 및 와이어부(120)는 동일한 기판 상에 형성될 수 있으며, 기판은 실리콘 기판, 유리 기판, 플라스틱 기판, 금속 기판, SOI(silicon on insulator) 기판 또는 이들의 결합에 의한 다층 구조를 포함할 수 있다.The
이하에, 열전소자의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a thermoelectric element will be described.
우선, 열흡수부(110)와 열방출부(130)를 포함하는 기판이 제공된다. 그 후, 기판 상의 열흡수부(110)와 열방출부(130) 사이에 곡률을 갖는 아치 형태의 나노 와이어를 증착하고, 식각에 의해 패턴을 형성한다. 그 다음, 패턴에 자기장을 인가하고, 자기장의 세기를 변화시켜 전기전도도와 열전도도를 조절한다.First, a substrate including a
패턴은 일정하게 이격되어 형성될 수 있고, 또한 이격 거리를 달리하여 형성될 수도 있다. 패턴의 간격은 와이어 사이의 거리(a)에 해당한다. 이와 같이 와이어 사이의 거리(a)와 와이어의 곡률(r)은 패턴의 모양을 결정짓는 요인이며, 와이어 사이의 거리(a)와 와이어의 곡률(r)에 따라 자기장에 따른 전기전도도 및 열전도도가 달라질 수 있다.The pattern may be formed to be uniformly spaced apart, or may be formed with a different spacing distance. The spacing of the patterns corresponds to the distance (a) between the wires. As described above, the distance a between the wires and the curvature r of the wire determine the shape of the pattern, and the electric conductivity and the thermal conductivity according to the magnetic field according to the distance a between the wires and the curvature r of the wire .
이하에, 상기 구성을 포함하는 열전소자에 자기장을 인가하는 경우와 자기장을 인가하지 않는 경우를 구분하여 열전소자의 전기전도도 및 열전도도의 변화를 설명하기로 한다. Hereinafter, the change of the electrical conductivity and the thermal conductivity of the thermoelectric device will be described by dividing the case of applying a magnetic field to the thermoelectric device including the above configuration and the case of not applying the magnetic field.
도 2는 자기장을 인가하지 않은 경우의 열전소자 내의 전자의 흐름을 나타내는 도면이고, 도 3은 자기장을 인가한 경우의 열전소자 내의 전자의 흐름을 나타내는 도면이다.Fig. 2 is a view showing the flow of electrons in the thermoelectric element when no magnetic field is applied, and Fig. 3 is a diagram showing the flow of electrons in the thermoelectric element when a magnetic field is applied.
도 2를 참조하면, 외부에 자기장이 존재하지 않을 경우, 열은 와이어부(120) 내에서 최단거리를 통해 열방출부(130)로 흘러간다. 열 흐름에 관계하는 요소는 전자(electron)와 포논(phonon)인데, 열흡수부(110)에서 이들은 높은 에너지 상태를 갖는다. 두 입자 모두 열흡수부(110)와 열방출부(130) 사이의 최단거리를 와이어부(120)를 통해 흘러간다. 하지만 곡률을 갖는 와이어부(120)로 인해 전자의 이동과 포논의 이동은 제약을 받게 된다. 즉, 와이어부(120)에 포함되는 복수의 와이어 가 아치형인 경우, 와이어가 직선형인 경우보다 전자와 포논의 산란효과가 커지므로 평균자유경로가 줄어들게 된다. 이는 단순 산란에 의해 선형적 경로를 감소시키는 효과뿐만 아니라, 포논과 포논간의 산란 및 포논과 격자간의 산란을 증가시키는 효과가 있다.Referring to FIG. 2, when there is no magnetic field outside, the heat flows into the
한편, 도 3을 참조하면, 외부 자기장 하에 놓인 곡률을 갖는 나노 와이어 구조는 전자의 이동과 포논의 이동을 서로 다르게 할 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 3, a nanowire structure having a curvature under an external magnetic field can make electrons move and phonons move differently.
도 3에서 외부 자기장의 방향은 지면에 놓인 기판을 기준으로 안으로 들어가는 방향이다.In Fig. 3, the direction of the external magnetic field is a direction going inward with reference to the substrate placed on the ground.
전자의 이동은 이동경로에 대해 수직방향으로 놓인 자기장의 영향을 받아 휘게 되어 곡률을 갖는 와이어부(120)에서 생기는 충돌을 최소화할 수 있다. 즉, 자기장으로 인한 로렌츠 힘이 움직이는 전자의 궤도를 바꾸는 역할을 하는 것이다. 외부 자기장은 기판을 기준으로 안으로 들어가는 방향이므로 로렌츠의 힘은 전자의 이동을 기준으로 아래방향으로 작용한다. 열흡수부(110)와 열방출부(130) 사이를 지나가는 전자들은 이러한 로렌츠의 힘을 받아 와이어부(120)의 휜 구조를 큰 산란 없이 지나갈 수 있다. The movement of the electrons is warped under the influence of the magnetic field lying in the vertical direction with respect to the movement path, so that the collision occurring in the
한편, 자기장과의 상호 관계가 없는 포논은 이동경로에 대해 수직방향으로 놓인 자기장의 영향을 받지 않으므로 자기장을 인가하지 않은 경우와 마찬가지로 산란을 하며 진행하게 된다. 곡률을 갖는 와이어에서 생기는 충돌은 직선으로 제작된 와이어에서 생기는 충돌보다 크다. On the other hand, phonons without correlation with the magnetic field are not influenced by the magnetic field lying in the vertical direction with respect to the movement path, so that the phonons are scattered as in the case where the magnetic field is not applied. The collision on a wire with curvature is greater than the collision on a straight wire.
이와 같이, 자기장의 세기에 따라 전자와 포논의 경로 차이를 조절할 수 있 다. 따라서 자기장을 세기를 변화시켜 전기전도도와 열전도도의 최적값을 찾을 수 있으며, 이를 통해 ZT 값을 향상시킬 수 있고, 열전상수를 최대화할 수 있다.In this way, the path difference between electrons and phonons can be controlled according to the strength of the magnetic field. Therefore, it is possible to find the optimum value of the electric conductivity and the thermal conductivity by changing the intensity of the magnetic field, thereby improving the ZT value and maximizing the thermal conductivity.
한편, 이하의 실시예에서는 외부요인을 포함한 경우의 열전소자 내에서의 열 흐름을 설명한다. 외부요인의 예로는 기판, 대기, 진공 등을 들 수 있다. 이러한 외부요인으로 인해 열흡수부(110)에서 열방출부(130)로의 열 이동 시 와이어부(120) 외에 외부요인을 통해 열이 이동하게 된다. 즉, 외부요인을 통해 열적 에너지가 포논 형태로 빠져 나갈 수 있다. 이는 와이어부(120) 내에서의 포논 산란을 증가시키는 요인이 된다. On the other hand, in the following embodiments, the heat flow in the thermoelectric element including external factors will be described. Examples of external factors include substrate, atmosphere, vacuum, and the like. Due to such external factors, heat is transferred through external factors in addition to the
외부요인이 없을 경우 열 경사(thermal gradient)는 와이어의 접선방향으로만 분포하기 때문에, 포논들 간 산란 또는 포논과 격자간 산란에 의한 열 손실만 존재한다. 그러나 외부요인이 생기면 열 경사는 와이어의 접선 방향 이외에 와이어의 지름 방향(radial directioin)으로도 생기게 되므로 전기전도도와 열전도도의 감소를 유도할 수 있다. 전기전도도에 기여를 하는 전자는 와이어 내부로부터 외부로 진행하기 어려우므로 경계면에서 산란할 수 있다. 하지만, 외부 자기장의 영향으로 인해 전자의 평균 이동 방향은 와이어의 접선방향이 되어 전기전도도의 감소는 외부 자기장에 의해 어느 정도 회복될 수 있다. 그러나 포논의 경우 자기장에 반응을 하지 않으므로 자기장에 의한 열전도도의 회복은 없다. 따라서, 전기전도도의 감소를 줄이면서 선택적으로 열전전도도를 감소시켜 ZT값을 향상시킬 수 있다.In the absence of external factors, thermal gradients are distributed only in the tangential direction of the wire, so there is only heat loss due to phonon scattering or phonon and interstitial scattering. However, if an external factor occurs, the thermal gradient will also occur in the radial direction of the wire in addition to the tangential direction of the wire, which can lead to a decrease in electrical conductivity and thermal conductivity. Electrons contributing to electrical conductivity are difficult to propagate from the inside of the wire to the outside, so they can scatter at the interface. However, due to the influence of the external magnetic field, the average moving direction of the electrons becomes the tangential direction of the wire, and the decrease of the electric conductivity can be restored to some extent by the external magnetic field. However, phonons do not react to the magnetic field, so there is no recovery of the thermal conductivity by the magnetic field. Therefore, the ZT value can be improved by reducing the decrease of the electric conductivity and selectively reducing the thermoconductivity.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전소자의 구조를 나타내는 도면이다.1 is a view showing the structure of a thermoelectric device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 자기장을 인가하지 않은 경우의 열전소자 내의 전자의 흐름을 나타내는 도면이다.2 is a view showing the flow of electrons in the thermoelectric element when no magnetic field is applied.
도 3은 자기장을 인가한 경우의 열전소자 내의 전자의 흐름을 나타내는 도면이다.3 is a view showing the flow of electrons in the thermoelectric element when a magnetic field is applied.
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2009
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