【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.18】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22KT1141
利用課題名 / Title
排熱利用熱電発電モジュールの研究開発
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学 / Kyoto Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion
キーワード / Keywords
BiTeウエハ,熱電発電素子,チップ化,ダイシング,熱電材料/ Thermoelectric material,3D積層技術/ 3D lamination technology
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
南部 修太郎
所属名 / Affiliation
株式会社Eサーモジェンテック
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
トン・バインガルディ
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
大村英治
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
現在、地球上で全一次エネルギー供給量の数十％にも及ぶ莫大な排熱が排気されている。排熱の多くは煙道、排水等のパイプを通じて放出されているので、パイプに密着して装着できるフレキシブルな熱電発電モジュールが熱回収効率を上げる上で有効である。我々はこのようなモジュールを実現するために、性能が良く、実用的なバルク結晶を用いたモジュール構成を考案し、研究開発を行っている。このモジュールの試作のために、京都大学ナノテクノロジー設備供用拠点の装置を利用した。
実験 / Experimental
ダイシング加工において利用した主な装置としてダイシングソー、紫外線照射装置を用いた。BiSbTeおよびBiTeでできた直径30mmΦ、厚さ 2.0mmのNiAu電極付きウエハを250℃×1h大気中加熱処理を行った後、250℃×1h加熱前後のN型ウエハをダイシングテープにマウントし、所定のサイズにスピンドル回転数1万rpm送り速度1mm/secでダイシングを行った（チップサイズ1.4mm×1.4mm）。
結果と考察 / Results and Discussion
Fig.1は250℃×1h大気中熱処理前後のN型ウエハをブレードダイシングした後の外観写真を示す。Fig.1に示すようにN型ウエハはクラック、割れ、電極剥離、チップ飛びがなく、きれいな四角形状で切断されていることがわかった。これは、250℃大気中での熱処理後において、P型より硬度が低いN型でも、母材と電極の密着性が優れていることを示唆しており、このNiAu付きチップは熱電発電モジュールデバイスとして有望な素子と考えられる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig.1 Wafer after Blade Dicing.(a) The N-type polycrystal BiTe wafer with NiAu plating before 250℃×1h atmospheric heating;(b) The N-type polycrystal BiTe wafer with NiAu plating after 250℃×1h atmospheric heating.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件