(57)【要約】  放射強度が大きく、波長選択性に優れた熱放射が可能なセラミックを提供する。組成式ＡＲＡｌＯ4（Ａ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ；Ｒ：希土類元素）、又は、組成式ＡＲＧａＯ4（Ａ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ；Ｒ：希土類元素）を主成分とするセラミックであり、前記セラミックは、空孔率２０％以上４０％以下の空孔を有し、前記空孔は、前記セラミックの内部で連結しているが直線的に連続していない部分を含む。
2016208174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組成式ＡＲＡｌＯ4（Ａ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ；Ｒ：希土類元素）、又は、組成式ＡＲＧａＯ4（Ａ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ；Ｒ：希土類元素）を主成分とするセラミックであり、
前記セラミックは、空孔率２０％以上４０％以下の空孔を有し、
前記空孔は、前記セラミックの内部で連結しているが直線的に連続していない部分を含むセラミック。
【請求項２】
前記セラミックは、Ｋ２ＮｉＦ４型構造を有する、請求項１に記載のセラミック。
【請求項３】
前記セラミックは、前記空孔の断面積が５μｍ２以下である、
請求項１又は２に記載のセラミック。
【請求項４】
前記組成式ＡＲＡｌＯ4（Ｒ：希土類元素）、又は、前記組成式ＡＲＧａＯ4（Ｒ：希土類元素）の組成ＡがＣａである、
請求項１から３のいずれか１項に記載のセラミック。
【請求項５】
前記組成式ＡＲＡｌＯ4（Ａ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ；Ｒ：希土類元素）、又は、前記組成式ＡＲＧａＯ4（Ａ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ；Ｒ：希土類元素）のうち、前記希土類元素は、Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，又は、Ｙｂから選択される、
請求項１から４のいずれか１項に記載のセラミック。
【請求項６】
組成式ＡＲＡｌＯ4（Ａ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ；Ｒ：希土類元素）を主成分とするセラミックの焼結温度が１３５０℃〜１４００℃であるセラミックの製造方法。
【請求項７】
組成式ＡＲＧａＯ4（Ａ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ；Ｒ：希土類元素）を主成分とするセラミックの焼結温度が１２５０℃〜１３００℃であるセラミックの製造方法。
【請求項８】
熱源からの熱を赤外線に変換するエミッタの材料が、請求項１〜５のいずれか１つに記載のセラミックであるエミッタ。
【請求項９】
前記エミッタの熱供給面と赤外線放射面との間の厚みが０．８ｍｍ以上である、
請求項８に記載のエミッタ。
【請求項１０】
熱源からの熱を赤外線に変換するエミッタと、
前記エミッタから放射された前記赤外線を電力に変換する光電変換セルと、を備え、
前記エミッタの材料が、請求項１〜５のいずれか１つに記載のセラミックである熱光起電力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体からの熱放射を光電変換セルで起電力に変える熱光起電力に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱光起電力発電は、熱放射を光電変換セルで電気に変換する技術であり、放射スペクトルを制御することにより高効率な発電が期待できる。更に、熱光起電力発電は、種々の熱源が利用可能であり、重量当たりのエネルギー密度が大きい発電技術として注目されている。【０００３】
図７に熱光起電力発電装置の基本構成を示す。図７に示す熱光起電力発電装置１０は、燃焼装置又は太陽光の集光により発生させた熱をエミッタ１３で赤外線に変換し、放射された赤外線を光電変換セル１４に入射して電力に変換する。エミッタ１３の材質は、種々のものが報告されている。熱光起電力の高効率化のためには、エミッタ１３が放射する赤外線のスペクトルを光電変換セルに適合した波長に絞ることが必要となる。【０００４】
例えば、特許文献１には、エミッタにおける赤外線スペクトルの制御のために、エミッタの表面にフォトニック結晶を設けた熱光起電力発電装置が提案されている（図８）。図８に示す熱光起電力発電装置２０は、エミッタ１３、光電変換セル１４を備え、エミッタ１３の赤外線放射側に、金属に多数のキャビティが形成されたフォトニック結晶１５が設けられている。【０００５】
しかし、フォトニック結晶が設けられたエミッタは、高温使用時に酸化又は再結晶によって金属製のキャビティが劣化し、赤外線スペクトルに対する所望の制御ができなくなる。【０００６】
また、熱光起電力の効率化のために熱光起電力発電装置に光学フィルタを設ける構造が提案されている（図９）。図９に示す熱光起電力発電装置３０は、エミッタ１３と光電変換セル１４との間に光学フィルタ１６を配置している。図９に示す熱光起電力発電装置３０は、効率の向上のために、光電変換セル１４に適応する波長以外の赤外線をエミッタに反射して吸収させる光学フィルタ１６を用いている。【０００７】
しかし、図９に示す熱光起電力発電装置３０では、耐熱性の高い光学フィルタ１６を実現することが困難である。【０００８】
一方、エミッタの材質として、耐酸化性や耐熱性が良好なセラミックを用いる熱光起電力発電装置の研究開発が活発に行われている。特許文献２には、熱源となるバーナー装置と、耐熱性の多孔性または有孔材料を含む基板を有する輻射バーナースクリーンと、光電池装置とを備える熱光起電力発電装置が報告されている。【０００９】
特許文献２のエミッタは、輻射バーナースクリーンに希土類元素を含む化合物を被覆した赤外線エミッタであり、被覆する化合物として、イッテルビウム置換イットリウムアルミニウムガーネット（Ｙｂ：ＹＡＧ）を用いている。【００１０】
更に、希土類元素を用いた化合物では、希土類イオンの４ｆ電子遷移吸収に相当する波長に選択的な熱放射が得られることが知られている。このように、希土類アルミニウムガーネットを用いたセラミックエミッタが、非特許文献１又は非特許文献２で報告されている。【００１１】
非特許文献１は、ＳｉＣセラミック上に、空孔率５０％以上で厚み５０〜５００μｍとなるアルミナやジルコニアファイバーとエルビウムアルミニウムガーネット、Ｅｒ３Ａｌ５Ｏ１２（ＥｒＡＧ）との複合体被覆を形成して成るエミッタを報告している。図１０は、ＥｒＡＧ複合体およびＳｉＣセラミックの１０５０℃における熱放射スペクトルを示す説明図である。図１０に示すように、波長１６００ｎｍ付近での選択波長放射が確認できるものの、放射強度が小さいという問題がある。【００１２】
また、非特許文献２では、アルミナと希土類アルミニウムガーネットからなる溶融成長複合材料をエミッタとし、希土類としてＥｒおよびＹｂを選択したものが報告されている。非特許文献２では、図１０に示すように、これら複合材料によるセラミックエミッタの放射率の波長依存性が開示されている。【００１３】
非特許文献２のエミッタは、放射率の波長選択性をピーク波長での放射率と波長１７５０ｎｍでの放射率の比で定義すると、その比はＹｂ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹｂＡＧ）とアルミナの複合体で１．７、ＥｒＡＧとアルミナの複合体で１．５となり、あまり良好ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特許第３４７２８３８号公報
【特許文献２】特表２００２−５３７５３７号公報
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】Diso, D et al ”Selective Emitters for High Efficiency TPV Conversion: Materials” Preparation and Characterisation Proceedings of 5th conference on Thermophotovoltaic Generation of Electricity, vol 653, pp132-141, 2003
【非特許文献２】中川 成人等、「TPV発電システムの現状と選択エミッター材料技術」、応用物理, 第76巻, 第3号, pp281-285, 2007
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
以上説明したように、非特許文献１、２に記載の希土類アルミニウムガーネットを用いたセラミックエミッタは、放射強度が小さく、波長選択性が十分ではない。【００１７】
本発明の目的は、熱光起電力発電装置のエミッタに用いるセラミックとして、放射強度が大きく、波長選択性に優れた熱放射を実現するセラミックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明のセラミックの一態様は、組成式ＡＲＡｌＯ4（Ａ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ；Ｒ：希土類元素）、又は、組成式ＡＲＧａＯ4（Ａ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ；Ｒ：希土類元素）を主成分とするセラミックであり、前記セラミックは、空孔率２０％以上４０％以下の空孔を有し、前記空孔は、前記セラミックの内部で連結しているが直線的に連続していない部分を含む。【００１９】
本発明のセラミックの製造方法の一態様は、組成式ＡＲＡｌＯ4（Ａ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ；Ｒ：希土類元素）を主成分とするセラミックの焼結温度が１３５０℃〜１４００℃である。【００２０】
本発明のセラミックの製造方法の一態様は、組成式ＡＲＧａＯ4（Ａ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ；Ｒ：希土類元素）主成分とするセラミックの焼結温度が１２５０℃〜１３００℃である。【００２１】
本発明のエミッタの一態様は、熱源からの熱を赤外線に変換するエミッタの材料が、上述のセラミックである。【００２２】
本発明の熱光起電力発電装置の一態様は、熱源からの熱を赤外線に変換するエミッタと、前記エミッタから放射された前記赤外線を電力に変換する光電変換セルと、を備え、前記エミッタの材料が、上述のセラミックである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、放射強度が大きく、波長選択性に優れた熱放射が可能なセラミックを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施の形態に係る熱光起電力発電装置を説明する構成図である。
【図２】第１の実施の形態のエミッタに用いるセラミックの一部の断面を示す模式図である。
【図３】エミッタに用いるセラミックのＸＲＤ（Ｘ‐ｒａｙ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）パターンを示す図である。
【図４】エミッタに用いるセラミックの熱放射スペクトルを示す図である。
【図５】エミッタに用いるセラミックの空孔率と焼結温度の関係を示す図である。
【図６】エミッタに用いるセラミックにおける放射スペクトルの比較を表す図である。
【図７】熱光起電力発電装置の基本構成を示す構成図である。
【図８】フォトニクス結晶を用いた熱光起電力発電装置を示す構成図である。
【図９】光学フィルタを用いた熱光起電力発電装置を示す構成図である。
【図１０】非特許文献２におけるエミッタの熱放射スペクトルを示す図である。
【図１１】非特許文献２におけるエミッタの放射率スペクトルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の第１の実施形態に係るセラミック、エミッタ及び熱光起電力発電装置について、図１、図２を用いて説明する。
【００２６】
（熱光起電力発電装置の構成）
図１は、第１の実施形態に係る熱光起電力発電装置の構成を示す構成図である。図１に示すように、熱光起電力発電装置１は、熱源からの熱を赤外線に変換して放射するエミッタ２と、エミッタ２から放射された赤外線を電力に変換する、Ｓｉ光電変換素子で形成され光電変換セル３とを備える。
【００２７】
熱光起電力発電装置１のエミッタ２は、組成式ＡＲＡｌＯ4（Ａ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ；Ｒ：希土類元素）、又は、ＡＲＧａＯ4（Ａ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ；Ｒ：希土類元素）で示される組成を主成分とするセラミックである。エミッタ２の結晶構造は限定されないが、Ｋ２ＮｉＦ４型構造が含まれていることが望ましい。
【００２８】
上記エミッタに用いるＡＲＡｌＯ4またはＡＲＧａＯ4を主成分とするセラミックにおいて、多結晶体中の空孔の量および空孔の形態を制御することにより、熱放射スペクトルにおける波長選択性の向上（不要な波長放射の抑制）とピーク波長での放射強度の向上を確認した。
【００２９】
ＡＲＡｌＯ4（Ａ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ；Ｒ：希土類元素）、又は、ＡＲＧａＯ4（Ａ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ；Ｒ：希土類元素）を主成分とするセラミックにおいて、上記特性の向上が確認できたセラミックは、空孔率が２０％以上４０％以下である。
【００３０】
図２は、エミッタに適用するセラミックの断面の一部を示す模式図である。図２に示すように、セラミックは、空孔４と多結晶緻密部５で構成されている。セラミック中の空孔４は、連結しているが直線的に連続していない部分を含む。空孔率が２０％未満では、熱放射スペクトルの波長選択性が劣化する。また、空孔率が４０％以上では、機械的強度が小さくなる。また、セラミックの空孔率が４０％以上では、セラミックの機械的強度が小さくなり、熱光起電力発電装置１のエミッタ２として使用に適さなくなる。また、セラミックの空孔率が４０％以上では、空孔が連結されて形成された空間が直線的になり、熱源からの放射光が透過される。これによりエミッタにおける波長選択性の向上効果に影響を与えることになる。
【００３１】
セラミックの空孔のサイズや形状は限定されないが、上記セラミックの空孔率を実現し、直線的に空孔が連結しないようにするために、空孔の断面積は、５μｍ２以下となることが望ましい。なお、放射特性との空孔のサイズとの関連に基づく、空孔のサイズの最適値は明らかとなっていない。
【００３２】
また、セラミックの多結晶緻密部における結晶粒径についても制限されるものではないが、上記セラミックの空孔率と、直線的に連結しない空孔を実現するためには、結晶粒径は１０μｍ以下となることが望ましい。
【００３３】
第１の実施形態におけるセラミックは、上記組成式のＲに相当する希土類元素の種類により熱放射の選択波長を変化させることが可能である。希土類元素は、Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ等が選択される。ここで熱光起電力装置の効率化のためには、エミッタからの放射スペクトルを光電変換セルの感度波長に適合させる必要がある。
【００３４】
例えば、光電変換セルの光電変換素子がＳｉベースの場合、セラミックを構成する希土類元素として、熱放射スペクトルのピーク波長が約１０００ｎｍとなるＹｂを使用することが望ましい。光電変換セルの光電変換素子がＧａＳｂベースの場合、セラミックを構成する希土類元素として、熱放射スペクトルのピーク波長が約１５００ｎｍとなるＥｒを使用することが望ましい。
【００３５】
また、組成式ＡＲＡｌＯ4（Ａ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ；Ｒ：希土類元素）または組成式ＡＲＧａＯ4（Ａ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ；Ｒ：希土類元素）において、Ａで示されるアルカリ土類金属においては、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａを用いることができる。セラミックの構造として、Ｋ２ＮｉＦ４型構造が安定となるＣａを選択することが好適である。
【００３６】
また、第１の実施形態のエミッタの外形、サイズについては制限されないが、空孔が直線的に連結しないこと及びセラミックの機械的強度の観点から、エミッタが板状の形態の場合、板厚が０．８ｍｍ以上であることが望ましい。また、直方体あるいは円柱の棒状の場合、その最小の辺サイズあるいは、直径が０．８ｍｍ以上であることが望ましい。
【００３７】
また、第１の実施形態のセラミックの製造方法は、セラミック粉末を原料とした固相反応で製造可能であるため、原料の混合・成型と焼成を基本とした簡単なプロセスで製造することが可能である。
【００３８】
前述の特許文献２では、多孔性または有孔材料を含む基板にＹｂ：ＹＡＧを被膜する構造のため、構成が複雑で製造が困難である問題もあった。また非特許文献１では、アルミナやジルコニアファイバーの製造が必要な上に、ゾルゲル法で上記被覆を形成しているため、製造工程が複雑になる問題もあった。また非特許文献２では、合成時に原料を２１９３Ｋもの高温で溶融する必要があり、製造が困難な問題もあった。しかし本実施形態のセラミックではこれらの問題はない。
【００３９】
［実施例］
（実施例１）
次に、上述した熱光起電力発電装置のエミッタに用いるセラミックについて詳細に説明する。
【００４０】
（製造方法）
以下、実施例１におけるセラミックの製造方法について説明する。セラミックの原料は、ＣａＣＯ３、Ｙｂ２Ｏ３およびＡｌ２Ｏ３の各粉末を用いた。
【００４１】
はじめに、合成後の量論比がＣａＹｂＡｌＯ4となるように各粉末を秤量し、各粉末とエタノールを加えてメノウ乳鉢中で湿式混合した。混合した材料を乾燥後、大気中１４００℃で８時間仮焼成し、固相反応で組成式ＣａＹｂＡｌＯ4のＫ２ＮｉＦ４型構造の結晶を得た。
【００４２】
その後、メノウ乳鉢中で粉砕、ペレット成型後、大気中１４００℃で２時間焼成して円盤状のセラミックペレットを得た。
【００４３】
焼結後のペレットサイズは、直径１２．７ｍｍ、厚み１．２ｍｍであった。アルキメデス法による密度測定から、このセラミックの空孔率は２７％であることを確認した。なお、セラミックペレットの空孔への水侵入を防ぐため、上記密度測定はセラミック表面等にセルロース系の樹脂をコートして実施した。
【００４４】
次に、セラミックペレットを均一な粉末にして粉末Ｘ線回折装置で試料同定を実施した。図３は、粉末Ｘ線回折装置によるセラミックペレットの粉末Ｘ線回折パターンである。図３中、横軸はＸ線の入射角を示し、縦軸は回折強度を示す。また、縦軸に沿った１つのピークが１つの結晶面を表す。
【００４５】
図３に示す回折ピークに「Ｃ（ｈｋｌ）」でマークしたものは、Ｋ２ＮｉＦ４型構造をもつＪＣＰＤＳ（Joint Committee of Powder Diffraction Standards）カード００−０２４−０２２１のＣａＹＡｌＯ4と同様の構造に面指数付けができた。これにより、上述の製造方法により、Ｋ２ＮｉＦ４型構造のＣａＹｂＡｌＯ４が合成できたことを確認した。また、図３中で指数がついていないピークはＹｂ２Ｏ３と同定できた。合成したセラミックの主成分はＣａＹｂＡｌＯ4であることが確認された。
【００４６】
（熱放射スペクトルの測定）
次に、合成したセラミックの熱放射スペクトルの測定法について説明する。熱放射スペクトルは、円盤状のセラミックペレットの一方の面を熱し、他方の面から放射される光を光スペクトラムアナライザに入力して測定した。
【００４７】
セラミックペレットの加熱法は、まず、ＳｉＣ板を円盤状のセラミックペレットに押し当てる。その状態で、ＳｉＣ板に円盤状のセラミックペレットを押し当てた面を表側としたときに、ＳｉＣ板の裏側からハロゲンランプを集光照射してＳｉＣ板を加熱しセラミックペレットに熱を伝導させた。
【００４８】
その際、該ペレットの熱放射面の温度をＫ熱電対で測定し、ＳｉＣ板の温度をＲ熱電対で測定した。ＳｉＣ板は十分に熱伝導率が大きいので、該ペレットの加熱面の温度と等価であると推定した。
【００４９】
図４に、作製したセラミックの熱放射スペクトルの測定結果を示す。図４中、横軸は波長を示し、縦軸は強度を示す。測定条件は、セラミックの表面（赤外線の放射面）温度９４２℃、セラミックの裏面（加熱面）温度１２１０℃、平均温度１１２７℃であった。なお、図４には、測定結果の比較として、１１２０℃のＳｉＣセラミックの熱放射スペクトルも示す。
【００５０】
実施例１のＣａＹｂＡｌＯ4セラミックの熱放射スペクトルは、Ｙｂ３＋の４ｆ電子の２Ｆ５／２→２F７／２遷移に相当する波長約１０００ｎｍにピークが確認された。これにより、光電変換セルを構成するＳｉ光電変換素子のバンドギャップに相当する波長１１２０ｎｍに対して選択性を有することが確認された。
【００５１】
また、ＳｉＣは、放射率０．９の灰色体（grey body）として知られているが、実施例１のＣａＹｂＡｌＯ4セラミックはピーク波長においてＳｉＣと同程度の放射強度を示すことが確認できた。
【００５２】
（実施例２）
次に、実施例２のセラミックの製造方法について説明する。実施例２は、実施例１の製造方法と比べて焼成温度を変えて製造したセラミックである。実施例２のセラミックの製造方法に関し、実施例１と同様な部分について詳細な説明を省略する。
【００５３】
まず、実施例１と同じ粉末を用いてＣａＹｂＡｌＯ4の仮焼粉を作製し、ペレット成型後、大気中１３５０℃で２時間焼成して、円盤状のセラミックペレットを得た。焼結後のセラミックペレットサイズは、直径１２．９ｍｍ、厚み１．４ｍｍであった。アルキメデス法による密度測定から、この実施例２のセラミックの空孔率は３６％であることを確認した。
【００５４】
（比較例１）
次に、比較例１のセラミックの製造方法について説明する。比較例１のセラミックは、実施例１、２の製造方法と比べて焼成温度を変えて製造した。比較例１のセラミックの製造方法に関し、実施例１又は２と同様な説明については、その説明を省略する。
【００５５】
実施例１と同様にして、ＣａＹｂＡｌＯ4の仮焼粉を作製、ペレット成型後、大気中１４５０℃で２時間焼成して、円盤状のセラミックを得た。焼結後のペレットサイズは、直径１１．６ｍｍ、厚み１．３ｍｍであった。アルキメデス法による密度測定から、このセラミックの空孔率は１１％であることを確認した。
【００５６】
（セラミックの空孔率）
図５に、実施例１、実施例２、比較例１の焼結温度とセラミック密度から算出した空孔率の関係を示す。図５に示すように、実施例２による焼結温度１３５０℃では、セラミックの空孔率が３６％となり、比較例１の１４５０℃では、セラミックの空孔率が１１％となった。これにより、作製時の焼結温度を変えることでセラミックの空孔率が制御できることを確認した。
【００５７】
ＣａＹｂＡｌＯ4の材料は、高い耐熱性が期待できる材料であるとともに、焼結温度となる１３５０℃−１４５０℃の範囲は、ガーネット構造を備えるセラミックの焼結温度と比べて低く、制御も容易であるという利点がある。
【００５８】
次に、セラミックの空孔率と、セラミックの放射率の波長依存性との関連について説明する。実施例２及び比較例１について、実施例１と同様にセラミックの熱放射スペクトルを測定した。放射率を計算した際のセラミックの温度は、表面と裏面の平均温度を使用した。実施例２は、測定時のセラミックの表面温度は９４７℃、裏面温度は１１７８℃、平均温度１０６２．５℃であった。また、比較例１は、測定時のセラミックの表面温度は９４４℃、裏面温度は１１１０℃、平均温度１０２７℃であった。実施例１、実施例２、比較例１において、測定した放射強度スペクトルから計算した放射率のスペクトルを図６に示す。
【００５９】
Ｓｉ光電変換素子の吸収帯に対応するピーク波長での放射率とＳｉ光電変換素子のバンドギャップ波長１１２０ｎｍ以上での波長での放射率の比から、本実施例１、２のセラミックの波長選択性が十分な値であることが確認できた。
【００６０】
しかし、図６に示すように、実施例２の空孔率３６％のセラミックは、実施例１の空孔率２７％のセラミックよりもピーク波長での放射率が小さい値となっている。
【００６１】
セラミックの空孔の導入によりピーク波長以外の波長の放射光は散乱される。実施例１、実施例２、比較例１におけるピーク波長は、Ｙｂのｆ電子準位間のエネルギー伝達により放射強度が維持される。この結果、波長選択性が出現すると考えられる。ここで、セラミックの空孔率の値が大きくなることは、エネルギーを伝達するＹｂ原子濃度の低下を意味する。このため、実施例２のように空孔率の値が大きくなるとピーク波長の放射強度が低下すると考えられる。
【００６２】
なお、空孔率を４０％以上とするとセラミックの機械的強度が小さくなり、エミッタとして使用するのに不十分となってしまう。また、比較例１のセラミックは、実施例２のセラミックと比べて、ピーク波長の放射率及びバンドギャップ波長以上での放射率の比が小さく、波長選択性に関する十分な値は得られなかった。空孔率１１％である比較例１のセラミックは、波長選択性を得るための散乱が不十分であった。
【００６３】
（その他）
上記実施例１、２は、組成式ＡＲＡｌＯ4（Ａ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ；Ｒ：希土類元素）を主成分とするセラミックの例を示したが、これに限られるものではない。例えば、組成式ＡＲＧａＯ4（Ａ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ；Ｒ：希土類元素）のセラミックの一例であるＣａＹｂＧａＯ4を作製する場合、セラミックの原料として、ＣａＣＯ３、Ｙｂ２Ｏ３およびＧａ２Ｏ３を用いて実施例１、２と同様な条件で作製することができる。但し、組成式ＡＲＧａＯ4（Ａ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ；Ｒ：希土類元素）主成分とするセラミックの焼結温度は、１２５０℃〜１３００℃の範囲が好ましい。
【００６４】
以上、実施形態（及び実施例）を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態（及び実施例）に限定されものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００６５】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のように記載されうるが、以下には限られない。
【００６６】
（付記１）
組成式ＡＲＡｌＯ4（Ａ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ；Ｒ：希土類元素）、又は、組成式ＡＲＧａＯ4（Ａ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ；Ｒ：希土類元素）を主成分とするセラミックであり、
前記セラミックは、空孔率２０％以上４０％以下の空孔を有し、
前記空孔は、前記セラミックの内部で連結しているが直線的に連続していない部分を含むセラミック。
【００６７】
（付記２）
前記セラミックは、Ｋ２ＮｉＦ４型構造を有する、付記１に記載のセラミック。
【００６８】
（付記３）
前記セラミックは、空孔の断面積が５μｍ２以下である、
付記１又は２に記載のセラミック。
【００６９】
（付記４）
前記セラミックは、粒径１０μｍ以下の粒径で構成された領域を有する、
付記１から３のいずれか１つに記載のセラミック。
【００７０】
（付記５）
前記組成式ＡＲＡｌＯ4（Ｒ：希土類元素）又は、前記組成式ＡＲＧａＯ4（Ｒ：希土類元素）の組成ＡがＣａである、
（付記６）
前記組成式ＡＲＡｌＯ4（Ａ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ；Ｒ：希土類元素）、又は、前記組成式ＡＲＧａＯ4（Ａ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ；Ｒ：希土類元素）のうち、前記希土類元素は、Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，又は、Ｙｂから選択される、
付記１から５のいずれか１つに記載のセラミック。
【００７１】
（付記７）
前記組成Ｒの前記希土類元素が、Ｅｒ又はＹｂである、
付記６に記載のセラミック。
【００７２】
（付記８）
組成式ＡＲＡｌＯ4（Ａ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ；Ｒ：希土類元素）を主成分とするセラミックの焼結温度が１３５０℃〜１４００℃であるセラミックの製造方法。
【００７３】
（付記９）
組成式ＡＲＧａＯ4（Ａ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ；Ｒ：希土類元素）を主成分とするセラミックの焼結温度が１２５０℃〜１３００℃であるセラミックの製造方法。
【００７４】
（付記１０）
熱源からの熱を赤外線に変換するエミッタの材料が、付記１〜７のいずれか１つに記載のセラミックであるエミッタ。
【００７５】
（付記１１）
前記エミッタの熱供給面と赤外線放射面との間の厚みが０．８ｍｍ以上である、
付記１０に記載のエミッタ。
【００７６】
（付記１２）
熱源からの熱を赤外線に変換するエミッタと、
前記エミッタから放射された前記赤外線を電力に変換する光電変換セルと、を備え、
前記エミッタの材料が、付記１〜７のいずれか１つに記載のセラミックである熱光起電力発電装置。
【００７７】
この出願は、２０１５年６月２６日に出願された日本出願特願２０１５−１２８７８８を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【００７８】
１  熱光起電力発電装置
２  エミッタ
３  光電変換セル
４  空孔
５  多結晶緻密部
１０  熱光起電力発電装置
１３  エミッタ
１４  光電変換セル
１５  フォトニック結晶
１６  光学フィルタ
２０  熱光起電力発電装置
３０  熱光起電力発電装置
【図１】
2016208174.tif 000003
【図２】
2016208174.tif 000004
【図３】
2016208174.tif 000005
【図４】
2016208174.tif 000006
【図５】
2016208174.tif 000007
【図６】
2016208174.tif 000008
【図７】
2016208174.tif 000009
【図８】
2016208174.tif 000010
【図９】
2016208174.tif 000011
【図１０】
2016208174.tif 000012
【図１１】
2016208174.tif 000013
【国際調査報告】
2016208174.tif 000014
2016208174.tif 000015
2016208174.tif 000016
2016208174.tif 000017