(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱エネルギーを電気エネルギーに変換する発電素子であって、
第１電極と、
前記第１電極と対向して設けられ、前記第１電極よりも高電位を示す第２電極と、
前記第１電極と、前記第２電極との間に設けられ、ナノ粒子を分散させた溶媒を含む中間部と、
を備え、
前記ナノ粒子は、前記溶媒内において０ｍｅＶを超えるゼータ電位を有すること
を特徴とする発電素子。
【請求項２】
前記第２電極の仕事関数は、前記第１電極の仕事関数よりも小さいこと
を特徴とする請求項１記載の発電素子。
【請求項３】
前記ナノ粒子は、金属酸化物を含むこと
を特徴とする請求項１又は２記載の発電素子。
【請求項４】
前記溶媒は、有機溶媒を含むこと
を特徴とする請求項３記載の発電素子。
【請求項５】
前記ナノ粒子は、磁性体を除く金属酸化物を含むこと
を特徴とする請求項１又は２記載の発電素子。
【請求項６】
請求項１記載の発電素子と、
前記第１電極と電気的に接続された第１配線と、
前記第２電極と電気的に接続された第２配線と、
を備えること
を特徴とする発電装置。
【請求項７】
請求項１記載の発電素子と、
前記発電素子を電源に用いて駆動する電子部品と
を備えること
を特徴とする電子機器。
【請求項８】
熱エネルギーを電気エネルギーに変換する発電素子の発電方法であって、
第１電極と、
前記第１電極と対向して設けられ、前記第１電極よりも高電位を示す第２電極と、
前記第１電極と、前記第２電極との間に設けられ、ナノ粒子を分散させた溶媒を含む中間部と、
を備え、
前記ナノ粒子は、前記溶媒内において０ｍｅＶを超えるゼータ電位を有し、
前記ナノ粒子を介して、前記第１電極から前記第２電極へ電子を受け渡し、
前記ゼータ電位に基づき、前記ナノ粒子を前記第２電極から前記第１電極へ移動させることを含むこと
を特徴とする発電方法。
【請求項９】
熱エネルギーを電気エネルギーに変換する発電素子の製造方法であって、
溶媒にナノ粒子を分散させ、前記溶媒内において前記ナノ粒子が０ｍｅＶを超えるゼータ電位を有するか否かを計測する計測工程と、
第１電極、
前記第１電極と対向して設けられた第２電極、及び
前記第１電極と、前記第２電極との間に設けられ、前記ナノ粒子を分散させた前記溶媒を含む中間部、
をそれぞれ形成する素子形成工程と、
を備えること
を特徴とする発電素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する発電素子、発電装置、電子機器、発電方法、及び発電素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、熱エネルギーを利用して電気エネルギーを生成する発電素子の開発が盛んに行われている。特に、温度差を不要とした発電素子に関し、例えば特許文献１に開示された熱電素子等が提案されている。このような発電素子は、電極に与える温度差を利用して電気エネルギーを生成する構成に比べて、様々な用途への利用が期待されている。
【０００３】
特許文献１には、互いに離れて配置された第１の電極層及び第２の電極層と、第１の電極層及び第２の電極層に接触する熱電変換層と、を有する熱電変換素子が開示されている。また、熱電変換層は、導電性材料が非導電性材料で被覆された被覆導電性材料と、分散媒とを含有する熱電変換材料からなり、被覆導電性材料の比抵抗値は、１×１０１〜１×１０９Ω・ｍである旨が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１９−２１２８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、温度差を不要とした発電素子では、継続的な電気エネルギーの生成が期待されている一方、経時に伴う発電効率の低下が課題として挙げることができる。この点、特許文献１では、発電効率の低下に関する記載も示唆もされておらず、上記課題を解決することが難しい。
【０００６】
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、経時に伴う発電効率の低下を抑制することができる発電素子、発電装置、電子機器、発電方法、及び発電素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１発明に係る発電素子は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する発電素子であって、第１電極と、前記第１電極と対向して設けられ、前記第１電極よりも高電位を示す第２電極と、前記第１電極と、前記第２電極との間に設けられ、ナノ粒子を分散させた溶媒を含む中間部と、を備え、前記ナノ粒子は、前記溶媒内において０ｍｅＶを超えるゼータ電位を有することを特徴とする。
【０００８】
第２発明に係る発電素子は、第１発明において、前記第２電極の仕事関数は、前記第１電極の仕事関数よりも小さいことを特徴とする。
【０００９】
第３発明に係る発電素子は、第１発明又は第２発明において、前記ナノ粒子は、金属酸化物を含むことを特徴とする。
【００１０】
第４発明に係る発電素子は、第３発明において、前記溶媒は、有機溶媒を含むことを特徴とする。
【００１１】
第５発明に係る発電素子は、第１発明又は第２発明において、前記ナノ粒子は、磁性体を除く金属酸化物を含むことを特徴とする。
【００１２】
第６発明に係る発電装置は、第１発明における発電素子と、前記第１電極と電気的に接続された第１配線と、前記第２電極と電気的に接続された第２配線と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
第７発明に係る電子機器は、第１発明における発電素子と、前記発電素子を電源に用いて駆動する電子部品とを備えることを特徴とする。
【００１４】
第８発明に係る発電方法は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する発電素子の発電方法であって、第１電極と、前記第１電極と対向して設けられ、前記第１電極よりも高電位を示す第２電極と、前記第１電極と、前記第２電極との間に設けられ、ナノ粒子を分散させた溶媒を含む中間部と、を備え、前記ナノ粒子は、前記溶媒内において０ｍｅＶを超えるゼータ電位を有し、前記ナノ粒子を介して、前記第１電極から前記第２電極へ電子を受け渡し、前記ゼータ電位に基づき、前記ナノ粒子を前記第２電極から前記第１電極へ移動させることを含むことを特徴とする。
【００１５】
第９発明に係る発電素子の製造方法は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する発電素子の製造方法であって、溶媒にナノ粒子を分散させ、前記溶媒内において前記ナノ粒子が０ｍｅＶを超えるゼータ電位を有するか否かを計測する計測工程と、第１電極、前記第１電極と対向して設けられた第２電極、及び前記第１電極と、前記第２電極との間に設けられ、前記ナノ粒子を分散させた前記溶媒を含む中間部、をそれぞれ形成する素子形成工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
第１発明〜第７発明によれば、第２電極は、第１電極と対向して設けられ、第１電極よりも高電位を示す。また、ナノ粒子は、溶媒内において０ｍｅＶを超えるゼータ電位を有する。即ち、各電極間の電位差に基づき、ナノ粒子が電子を受取っているか否かの各状態において、ナノ粒子の移動する向きの傾向を変えることができる。このため、経時に伴いナノ粒子が一方の電極側に偏在することを抑制することができる。これにより、経時に伴う発電効率の低下を抑制することが可能となる。
【００１７】
特に、第２発明によれば、第２電極の仕事関数は、第１電極の仕事関数よりも小さい。このため、各電極の組合せによって特定の電位差を安定して形成することができる。これにより、経時に伴う発電効率の低下をさらに抑制することが可能となる。
【００１８】
特に、第３発明によれば、ナノ粒子は、金属酸化物を含む。このため、他の材料に比べて、溶媒に分散された状態を維持し易くすることができる。これにより、経時に伴う発電効率の低下をさらに抑制することが可能となる。
【００１９】
特に、第４発明によれば、溶媒は、有機溶媒を含む。このため、他の溶媒に比べて、ナノ粒子の有するゼータ電位を維持し易くなる。これにより、経時に伴う発電効率の低下をさらに抑制することが可能となる。
【００２０】
特に、第５発明によれば、ナノ粒子は、磁性体を除く金属酸化物を含む。このため、外部環境に起因する磁場の影響を受けずに、経時に伴う発電効率の低下を抑制することが可能となる。
【００２１】
特に、第６発明によれば、発電装置は、第１発明における発電素子を備える。このため、経時に伴う発電効率の低下を抑制した発電装置の実現が可能となる。
【００２２】
特に、第７発明によれば、電子機器は、第１発明における発電素子を備える。このため、経時に伴う発電効率の低下を抑制した電子機器の実現が可能となる。
【００２３】
第８発明によれば、第２電極は、第１電極と対向して設けられ、第１電極よりも高電位を示す。また、ナノ粒子は、溶媒内において０ｍｅＶを超えるゼータ電位を有する。即ち、各電極間の電位差に基づき、ナノ粒子が電子を受取っているか否かの各状態において、ナノ粒子の移動する向きの傾向を変えることができる。このため、経時に伴いナノ粒子が一方の電極側に偏在することを抑制することができる。これにより、発電する際、経時に伴う発電効率の低下を抑制することが可能となる。
【００２４】
第９発明によれば、計測工程は、溶媒内においてナノ粒子が０ｍｅＶを超えるゼータ電位を有するか否かを計測する。即ち、計測工程の実施により、各電極間の電位差が発生した際、ナノ粒子が電子を受取っているか否かの各状態において、ナノ粒子の移動する向きの傾向を変えることができるか否かを判定することができる。このため、経時に伴いナノ粒子が一方の電極側に偏在することを抑制することができる。これにより、経時に伴う発電効率の低下を抑制することが可能となる発電素子の製造を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１（ａ）は、本実施形態における発電素子及び発電装置の一例を示す模式断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａに沿った模式断面図である。
【図２】図２は、中間部の一例を示す模式断面図である。
【図３】図３は、本実施形態における発電素子の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、素子形成工程の一例を示す模式図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｄ）は、発電素子を備えた電子機器の例を示す模式ブロック図であり、図５（ｅ）〜図５（ｈ）は、発電素子を含む発電装置を備えた電子機器の例を示す模式ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態としての発電素子、発電装置、電子機器、発電方法、及び発電素子の製造方法の一例について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において、各電極が積層される高さ方向を第１方向Ｚとし、第１方向Ｚと交差、例えば直交する１つの平面方向を第２方向Ｘとし、第１方向Ｚ及び第２方向Ｘのそれぞれと交差、例えば直交する別の平面方向を第３方向Ｙとする。また、各図における構成は、説明のため模式的に記載されており、例えば各構成の大きさや、構成毎における大きさの対比等については、図とは異なってもよい。
【００２７】
（実施形態：発電素子１、発電装置１００）
図１は、本実施形態における発電素子１、及び発電装置１００の一例を示す模式図である。図１（ａ）は、本実施形態における発電素子１、及び発電装置１００の一例を示す模式断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａに沿った模式断面図である。
【００２８】
（発電装置１００）
図１（ａ）に示すように、発電装置１００は、発電素子１と、第１配線１０１と、第２配線１０２とを備える。発電素子１は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する。このような発電素子１を備えた発電装置１００は、例えば、図示せぬ熱源に搭載又は設置され、熱源の熱エネルギーを元として、発電素子１から発生した電気エネルギーを、第１配線１０１及び第２配線１０２を介して負荷Ｒへ出力する。負荷Ｒの一端は第１配線１０１と電気的に接続され、他端は第２配線１０２と電気的に接続される。負荷Ｒは、例えば電気的な機器を示す。負荷Ｒは、例えば発電装置１００を主電源又は補助電源に用いて駆動される。
【００２９】
発電素子１の熱源としては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の電子デバイス又は電子部品、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子、自動車等のエンジン、工場の生産設備、人体、太陽光、及び環境温度等が挙げられる。例えば、電子デバイス、電子部品、発光素子、エンジン、及び生産設備等は、人工熱源である。人体、太陽光、及び環境温度等は自然熱源である。発電素子１を備えた発電装置１００は、例えばＩｏＴ（Internet of Things）デバイス及びウェアラブル機器等のモバイル機器や自立型センサ端末の内部に設けることができ、電池の代替又は補助として用いることができる。さらに、発電装置１００は、太陽光発電等のような、より大型の発電装置への応用も可能である。
【００３０】
（発電素子１）
発電素子１は、例えば、上記人工熱源が発した熱エネルギー、又は上記自然熱源が持つ熱エネルギーを電気エネルギーに変換し、電流を生成する。発電素子１は、発電装置１００内に設けるだけでなく、発電素子１自体を、上記モバイル機器や上記自立型センサ端末等の内部に設けることもできる。この場合、発電素子１自体が、上記モバイル機器又は上記自立型センサ端末等の、電池の代替部品又は補助部品となり得る。
【００３１】
発電素子１は、例えば図１（ａ）に示すように、第１電極１１と、第２電極１２と、中間部１４とを備える。発電素子１は、例えば第１基板１５と、第２基板１６とを備えてもよいほか、支持部１７を備えてもよい。
【００３２】
第１電極１１及び第２電極１２は、互いに対向して設けられる。中間部１４は、例えば図２に示すように、第１電極１１と、第２電極１２との間（ギャップＧ）を含む空間１４０に設けられる。中間部１４は、ナノ粒子１４１及び溶媒１４２を含む。ナノ粒子１４１は、溶媒１４２に分散され、各電極１１、１２に対する電子の享受を促進する。
【００３３】
ここで、第２電極１２が、第１電極１１よりも高電位を示す場合、ナノ粒子１４１は、ギャップＧ間を移動して、第１電極１１から第２電極１２へ電子を受け渡すことで、電流が発生する。この際、第２電極１２へ電子を受け渡したナノ粒子１４１は、第１電極１１から電子を受取ることで、再度第２電極１２へ電子を受け渡すことができる。この動作を繰り返すことで、電流を継続的に発生し得る。
【００３４】
上記動作において、第２電極１２へ電子を受け渡したナノ粒子１４１は、第１電極１１側への移動が困難であり、ナノ粒子１４１が第２電極１２側へ偏在することを発明者らは発見した。そして、経時に伴いナノ粒子１４１の偏在する傾向が大きくなることが、経時に伴う発電効率の減少の要因となり得ることを、発明者らは発見した。
【００３５】
これに対し、本実施形態によれば、ナノ粒子１４１は、溶媒１４２において０ｍｅＶを超えるゼータ電位を有する。この場合、ナノ粒子１４１が第２電極１２へ電子を受け渡したあと、各電極１１、１２間の電位差及びゼータ電位に基づき、ナノ粒子１４１が第１電極１１側へ移動する傾向を促進させることができる。このため、経時に伴いナノ粒子１４１が第２電極１２側に偏在することを抑制することができる。これにより、経時に伴う発電効率の低下を抑制することが可能となる。
【００３６】
例えば、ナノ粒子１４１が、溶媒１４２において０ｅＶ以下のゼータ電位を有する場合、ナノ粒子１４１が第２電極１２へ電子を受け渡したあと、ナノ粒子１４１が第１電極１１側へ移動する傾向を促進させることができない。このため、経時に伴いナノ粒子１４１が第２電極１２側に偏在することを抑制できず、経時に伴う発電効率の低下を抑制できない。
【００３７】
なお、例えば第２電極１２の温度が、第１電極１１の温度よりも高くなるように、外部の熱源等を作用させることで、第２電極１２が、第１電極１１よりも高電位を示すことができる。
【００３８】
上記のほか、第２電極１２の仕事関数が、第１電極１１の仕事関数よりも小さくなるように、各電極１１、１２の材料を選択することで、第２電極１２が、第１電極１１よりも高電位を示すことができる。特に、各電極１１、１２の仕事関数が異なる場合には、外部の熱源等を作用させる必要が無く、安定した電位差を維持することが可能となる。
【００３９】
なお、ゼータ電位は、ナノ粒子１４１が溶媒１４２に分散した状態で測定された値を示し、例えば電気泳動光散乱測定装置等の計測器（例えばMalvern Panalytical製ゼータサイザーUltra等）を用いて測定することができる。
【００４０】
また、「仕事関数」とは、固体内にある電子を真空中に取出すために必要な最小限のエネルギーを示す。仕事関数は、例えばケルビン法のほか、紫外光電子分光法（ＵＰＳ：Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy）、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ：X-ray Photoelectron Spectroscopy）やオージェ電子分光法（ＡＥＳ：Auger Electron Spectroscopy）等を用いて測定することができる。
【００４１】
以下、各構成の詳細について説明する。
【００４２】
＜第１電極１１、第２電極１２＞
第１電極１１及び第２電極１２は、例えば図１（ａ）に示すように、離間して設けられる。第１電極１１及び第２電極１２は、例えば第１方向Ｚに離間する。第１電極１１及び第２電極１２は、例えば第２方向Ｘ又は第３方向Ｙに離間して設けられてもよい。
【００４３】
各電極１１、１２は、例えば第２方向Ｘ及び第３方向Ｙに延在し、複数設けられてもよい。例えば１つの第２電極１２は、複数の第１電極１１とそれぞれ異なる位置で対向して設けられてもよい。また、例えば１つの第１電極１１は、複数の第２電極１２とそれぞれ異なる位置で対向して設けられてもよい。
【００４４】
第１電極１１及び第２電極１２は、例えばそれぞれ異なる仕事関数を有する。第１電極１１及び第２電極１２の材料として、導電性を有する材料が用いられる。第１電極１１及び第２電極１２の材料として、各電極１１、１２として、例えば同一の材料を用いてもよく、この場合、それぞれ異なる仕事関数を有してもよい。
【００４５】
各電極１１、１２の材料として、例えば鉄、アルミニウム、銅等の単一元素からなる材料が用いられるほか、例えば２種類以上の元素からなる合金の材料が用いられてもよい。各電極１１、１２の材料として、例えば非金属導電物が用いられてもよい。非金属導電物の例としては、シリコン（Ｓｉ：例えばｐ型Ｓｉ、あるいはｎ型Ｓｉ）、及びグラフェン等のカーボン系材料等を挙げることができる。
【００４６】
第１電極１１及び第２電極１２の第１方向Ｚに沿った厚さは、例えば４ｎｍ以上１μｍ以下である。第１電極１１及び第２電極１２の第１方向Ｚに沿った厚さは、例えば４ｎｍ以上５０ｎｍ以下でもよい。
【００４７】
第１電極１１と、第２電極１２との間の距離を示すギャップＧは、例えば図２に示すように、第１方向Ｚに沿った長さを示す。例えばギャップＧを短くすることで、発電素子１の発電効率を向上させることができる。また、例えばギャップＧを短くすることで、発電素子１の第１方向Ｚに沿った厚さを薄くすることができる。これらのため、ギャップＧは、短いほうが望ましい。
【００４８】
ギャップＧは、例えば１０μｍ以下の有限値である。ギャップＧは、例えば１μｍ以上５μｍ以下の場合、ギャップＧのバラつきに伴う発電効率の影響を抑制することができる。ギャップＧは、例えば１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の場合、発電効率の向上を図ることができる。ギャップＧは、例えば支持部１７の厚さに依存するほか、例えば同一基板上に各電極１１、１２を設ける場合には、各電極１１、１２の配置条件に依存する。
【００４９】
＜中間部１４＞
中間部１４は、各電極１１、１２の間に形成された空間１４０内に設けられる。中間部１４は、各電極１１、１２の互いに対向する主面に接するほか、例えば各電極１１、１２の側面に接してもよい。中間部１４は、例えば複数種類のナノ粒子１４１を含んでもよい。
【００５０】
ナノ粒子１４１の粒子径は、ギャップＧよりも小さい有限値である。ナノ粒子１４１の粒子径は、例えばギャップＧの１／１０以下の有限値である。ナノ粒子１４１の粒子径を、ギャップＧの１／１０以下とすると、空間１４０内にナノ粒子１４１を含む中間部１４を、形成し易くすることができる。これにより、発電素子１を生成する際、作業性を向上させることが可能となる。
【００５１】
ここで、「ナノ粒子」とは、複数の粒子を含んだものを示す。ナノ粒子１４１は、例えば２ｎｍ以上１００ｎｍ以下の粒子径を有する粒子を含む。ナノ粒子１４１は、例えば、メディアン径（中央径：Ｄ５０）が３ｎｍ以上８ｎｍ以下の粒子径を有する粒子を含んでもよいほか、例えば平均粒径が３ｎｍ以上８ｎｍ以下の粒子径を有する粒子を含んでもよい。メディアン径又は平均粒径は、例えば粒度分布計測器を用いることで、測定することができる。粒度分布計測器としては、例えば、動的光散乱法を用いた粒度分布計測器（例えばMalvern Panalytical 製ゼータサイザーUltra等）を用いればよい。
【００５２】
ナノ粒子１４１は、例えば導電物を含む。ナノ粒子１４１の仕事関数の値は、例えば、第１電極１１の仕事関数の値と、第２電極１２の仕事関数の値との間にあるほか、例えば第１電極１１の仕事関数の値と、第２電極１２の仕事関数の値との間以外であってもよく、任意である。
【００５３】
ナノ粒子１４１は、例えば金属酸化物を含む。金属酸化物を含むナノ粒子１４１として、例えばジルコニア（ＺｒＯ２）、チタニア（ＴｉＯ２）、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ５）、酸化銅（ＣｕＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、セリア（ＣｅＯ２）、酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ５、Ｓｂ２Ｏ３）などの、金属及びＳｉからなる群より選ばれる少なくとも何れか１つの元素の金属酸化物が用いられる。ナノ粒子１４１が金属酸化物を含むことで、溶媒１４２において０ｍｅＶを超えるゼータ電位を有し易くすることができる。
【００５４】
なお、ナノ粒子１４１が金属酸化物を含むことで、溶媒１４２に対する分散性を向上させることができ、ナノ粒子１４１の凝集に伴う発電効率の低下を抑制することが可能となる。また、ナノ粒子１４１が金属酸化物を含むことで、材料の選択肢を増やすことができるほか、材料コストを低減することが可能となる。
【００５５】
また、ナノ粒子１４１は、例えば磁性体を除く金属酸化物を含んでもよい。例えばナノ粒子１４１が、磁性体を示す金属酸化物を含む場合、発電素子１の設置された環境に起因して発生する磁場により、ナノ粒子１４１の移動が制限され得る。このため、ナノ粒子１４１は、磁性体を除く金属酸化物を含むことで、外部環境に起因する磁場の影響を受けずに、経時に伴う発電効率の低下を抑制することが可能となる。
【００５６】
ナノ粒子１４１は、例えば被膜１４１ａを表面に含む。被膜１４１ａの厚さは、例えば２０ｎｍ以下の有限値である。このような被膜１４１ａをナノ粒子１４１の表面に設けることで、例えば空間１４０内におけるナノ粒子１４１の凝集を抑制することができる。また、例えば電子が、第１電極１１とナノ粒子１４１との間、及び第２電極１２とナノ粒子１４１との間を、トンネル効果等を利用して移動する可能性を高めることが可能となる。
【００５７】
被膜１４１ａとして、例えばチオール基又はジスルフィド基を有する材料が用いられる。チオール基を有する材料として、例えばドデカンチオール等のアルカンチオールが用いられる。ジスルフィド基を有する材料として、例えばアルカンジスルフィド等が用いられる。
【００５８】
溶媒１４２は、例えば有機溶媒を含む。有機溶媒として、例えば芳香族炭化水素化合物、芳香族エステル化合物、芳香族エーテル化合物、芳香族ケトン化合物、脂肪族炭化水素化合物、脂肪族エステル化合物、脂肪族エーテル化合物、脂肪族ケトン化合物、アルコール化合物、アミド化合物、チオール化合物、他の化合物等が用いられ、１種のほか２種以上が用いられてもよい。溶媒１４２が有機溶媒を含むことで、材料コスト低減を図ることが可能となる。
【００５９】
芳香族炭化水素化合物として、例えばトルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン、メシチレン、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン、インダン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、１、２、３、４−テトラヒドロナフタレン、ナフタレン、ヘキシルベンゼン、ヘプチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、１−メチルナフタレン、ビフェニル、２−エチルナフタレン、１−エチルナフタレン、オクチルベンゼン、ジフェニルメタン、１，４−ジメチルナフタレン、ノニルベンゼン、イソプロピルビフェニル、３−エチルビフェニル、ドデシルベンゼン等が用いられる。
【００６０】
芳香族エステル化合物として、例えば酢酸フェニル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、プロピオン酸フェニル、安息香酸イソプロピル、４−メチル安息香酸メチル、安息香酸プロピル、安息香酸ブチル、安息香酸イソペンチル、エチルｐ−アニセート、フタル酸ジメチル等が用いられる。
【００６１】
芳香族エーテル化合物として、例えばジメトキシベンゼン、メトキシトルエン、エチルフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、４−メチルアニソール、２，６−ジメチルアニソール、エチルフェニルエーテル、プロピルフェニルエーテル、２，５−ジメチルアニソール、３，５−ジメチルアニソール、４−エチルアニソール、２，３−ジメチルアニソール、ブチルフェニルエーテル、ｐ−ジメトキシベンゼン、ｐ−プロピルアニソール、ｍ−ジメトキシベンゼン、２−メトキシ安息香酸メチル、１，３−ジプロポキシベンゼン、ジフェニルエーテル、１−メトキシナフタレン、３−フェノキシトルエン、２−エトキシナフタレン、１−エトキシナフタレン等が用いられる。
【００６２】
芳香族ケトン化合物として、例えばアセトフェノン、プロピオフェノン、４’−メチルアセトフェノン、４’−エチルアセトフェノン、ブチルフェニルケトン等が用いられる。
【００６３】
脂肪族炭化水素化合物として、例えばヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン等のナフテン系炭化水素化合物（例えばＥｘｘｓоｌ（登録商標）等）、テトラデカン、Ｓｏｌｖｅｓｓｏ２００（登録商標）、オクタデセン等が用いられる。
【００６４】
脂肪族エステル化合物として、例えば酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、酢酸ヘキシル、乳酸ブチル、乳酸イソアミル、アミルバレラート、エチルレブリレート、γ−バレロラクトン、オクタン酸エチル、γ−ヘキサラクトン、イソアミルヘキサネート、アミルヘキサネート、酢酸ノニル、デカン酸メチル、グルタル酸ジエチル、γ−ヘプタラクトン、ε−カプロラクトン、オクタラクトン、炭酸プロピレン、γ−ノナノラクトン、ヘキサン酸ヘキシル、アジピン酸ジイソプロピル、δ−ノナノラクトン、グリセロール三酢酸、δ−デカノラクトン、アジピン酸ジプロピル、δ−ウンデカラクトン、δ−トリデカノラクトン、δ−ドデカラクトン、プロピレングリコール−１−モノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、１，３−ブタンジオールジアセテート、１，４−ブタンジオールジアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等が用いられる。
【００６５】
脂肪族エーテル化合物として、例えばテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールイソプロピルメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジヘプチルエーテル、ジオクチルエーテル等が用いられる。
【００６６】
脂肪族ケトン化合物として、例えばジイソブチルケトン、シクロヘプタノン、イソホロン、６−ウンデカノン等が用いられる。
【００６７】
アルコール化合物として、例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、１−ヘプタノール、２−エチル−１−ヘキサノール、プロピレングリコ−ル、エチレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチル３−ヒドロキシヘキサネート、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコール、シクロヘキサノール、２−ブトキシエタノール等が用いられる。
【００６８】
アミド化合物として、例えばＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、２−ピロリドン、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等が用いられる。
【００６９】
チオール化合物として、例えば１−ウンデカンチオール、１−ドデカンチオール等が用いられる。
【００７０】
他の化合物として、例えばジメチルスルホキシド、アセトン、クロロホルム、塩化メチレン等が用いられる。
【００７１】
溶媒１４２には、例えば沸点が６０℃以上の液体を用いることができる。このため、室温（例えば１５℃〜３５℃）以上の環境下において、発電素子１を用いた場合であっても、溶媒１４２の気化を抑制することができる。これにより、溶媒１４２の気化に伴う発電素子１の劣化を抑制することができる。
【００７２】
＜第１基板１５、第２基板１６＞
第１基板１５は、例えば図１（ａ）に示すように、第１電極１１と接し、第２電極１２と離間する。第１基板１５は、第１電極１１を固定する。第２基板１６は、第２電極１２と接し、第１電極１１と離間する。第２基板１６は、第２電極１２を固定する。第１基板１５及び第２基板１６は、例えば各電極１１、１２及び中間部１４を挟み、第１方向Ｚに離間して設けられる。
【００７３】
各基板１５、１６の第１方向Ｚに沿った厚さは、例えば１０μｍ以上２ｍｍ以下である。各基板１５、１６の厚さは、任意に設定することができる。各基板１５、１６の形状は、例えば正方形や長方形の四角形のほか、円盤状等でもよく、用途に応じて任意に設定することができる。
【００７４】
各基板１５、１６として、例えば絶縁性を有する板状の部材を用いることができ、例えばシリコン、石英、パイレックス（登録商標）等の公知の部材を用いることができる。各基板１５、１６は、例えばフィルム状の部材が用いられてもよく、例えばＰＥＴ（polyethylene terephthalate）、ＰＣ（polycarbonate）、及びポリイミド等の公知のフィルム状部材が用いられてもよい。
【００７５】
各基板１５、１６として、例えば導電性を有する部材を用いることができ、例えば鉄、アルミニウム、銅、又はアルミニウムと銅との合金等を挙げることができる。また、各基板１５、１６としては、例えばＳｉ、ＧａＮ等の導電性を有する半導体の他、導電性高分子等の部材を用いてもよい。各基板１５、１６に導電性を有する部材を用いる場合、各電極１１、１２に接続するための配線が不要となる。
【００７６】
＜支持部１７＞
支持部１７は、例えば第１基板１５と、第２基板１６との間に設けられ、中間部１４と接する。支持部１７は、例えばギャップＧに沿って設けられる。支持部１７は、各電極１１、１２に接して設けられるほか、例えば各基板１５、１６に接して設けられてもよく、例えば図１（ａ）に示すように、第１基板１５、及び第２電極１２と接して設けられてもよい。
【００７７】
支持部１７は、例えば図１（ｂ）に示すように、第２方向Ｘに沿って延在する。支持部１７は、例えば中間部１４の漏れを防ぐために設けられ、例えば支持部１７の側面に接する封止部２１を設けることで、中間部１４を密閉することができる。
【００７８】
支持部１７として、例えば絶縁性を有する材料が用いられる。支持部１７として、例えばシリコン酸化物、及びポリマー等を挙げることができる。ポリマーの例としては、ポリイミド、ＰＭＭＡ（Polymethyl methacrylate）、及びポリスチレン等を挙げることができる。
【００７９】
なお、支持部１７は、例えば第１基板１５及び第２基板１６の少なくとも何れかの一部を、酸化させて設けられてもよい。この場合、支持部１７を容易に設けることができる。
【００８０】
なお、例えば支持部１７を設けずに、中間部１４を密閉するように、各基板１５、１６同士を接合してもよい。この場合、支持部１７を形成する際のバラつきを考慮する必要が無いため、ギャップＧを高精度に保つことができる。
【００８１】
（実施形態：発電素子１の製造方法）
次に、本実施形態における発電素子１の製造方法の一例を説明する。図３は、本実施形態における発電素子１の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【００８２】
発電素子１の製造方法は、計測工程Ｓ１１０と、素子形成工程Ｓ１２０とを備える。
【００８３】
＜計測工程Ｓ１１０＞
計測工程Ｓ１１０は、溶媒１４２にナノ粒子１４１を分散させ、溶媒１４２においてナノ粒子１４１が０ｍｅＶを超えるゼータ電位を有するか否かを計測する。計測工程Ｓ１１０は、公知の技術を用いて、溶媒１４２にナノ粒子１４１を分散させる。その後、上述した計測器等を用いて、ナノ粒子１４１のゼータ電位を計測する。
【００８４】
例えばゼータ電位が０ｍｅＶを超える場合、次の素子形成工程Ｓ１２０を実施する。例えばゼータ電位が０ｍｅＶ以下の場合、ナノ粒子１４１又は溶媒１４２の材料や、他の製造ロットに変更し、再び溶媒１４２にナノ粒子１４１を分散させて上記計測を実施する。
【００８５】
＜素子形成工程Ｓ１２０＞
素子形成工程Ｓ１２０は、例えば図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、第１電極１１、第２電極１２、及び中間部１４をそれぞれ形成する。素子形成工程Ｓ１２０では、例えば図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、先ず各電極１１、１２を形成する。第１電極１１は、例えば第１基板１５上に形成する。第２電極１２は、例えば第２基板１６上に形成する。各電極１１、１２は、例えば公知の技術により形成される。
【００８６】
例えば、各基板１５、１６上、及び各電極１１、１２上の何れかには、支持部１７を形成してもよい。支持部１７は、例えば公知の技術により形成される。
【００８７】
なお、第１基板１５の一部を酸化させて支持部１７を形成する場合は、第１電極１１を形成する前に行われる。先ず、第１基板１５を高温でアニール処理して第１基板１５に酸化膜を形成する。その後、酸化膜に対してレジスト塗布、露光、エッチング法等を用いて、酸化膜の一部を除去することで、酸化膜の残った部分が、支持部１７として形成される。その後、支持部１７の形成されていない第１基板１５上に、第１電極１１を形成する。
【００８８】
各電極１１、１２を形成後、必要に応じてダイシングにより各基板１５、１６を切断する。その後、例えば図４（ｃ）に示すように、第１電極１１と、第２電極１２とを対向させた状態で、各基板１５、１６を積層する。この際、熱圧着等の公知の技術により、支持部１７が、第２基板１６等に固設される。これにより、各電極１１、１２が離間した状態で固定される。
【００８９】
その後、第１電極１１と、第２電極１２との間に、ナノ粒子１４１を含む中間部１４を形成する。中間部１４は、空間１４０に形成する。中間部１４は、例えばナノ粒子１４１を分散させた溶媒１４２を、毛細管現象等の公知の技術を用いて空間１４０に注入する。その後、例えば図１（ｂ）に示すような、封止部２１等を形成する。
【００９０】
上述した各工程を実施することで、本実施形態における発電素子１が形成される。なお、形成された発電素子１に、例えば図１（ａ）に示す各配線１０１、１０２等を接続させることで、本実施形態における発電装置１００が形成される。また、例えば素子形成工程Ｓ１２０のあと、計測工程Ｓ１１０を実施してもよい。この場合、素子形成工程Ｓ１２０において利用した溶媒１４２及びナノ粒子１４１の残りを用いて、計測工程Ｓ１１０を実施してもよい。
【００９１】
（実施形態：電子機器５００）
＜電子機器５００＞
上述した発電素子１及び発電装置１００は、例えば電子機器に搭載することが可能である。以下、電子機器の実施形態のいくつかを説明する。
【００９２】
図５（ａ）〜図５（ｄ）は、発電素子１を備えた電子機器５００の例を示す模式ブロック図である。図５（ｅ）〜図５（ｈ）は、発電素子１を含む発電装置１００を備えた電子機器５００の例を示す模式ブロック図である。
【００９３】
図５（ａ）に示すように、電子機器５００（エレクトリックプロダクト）は、電子部品５０１（エレクトロニックコンポーネント）と、主電源５０２と、補助電源５０３と、を備えている。電子機器５００及び電子部品５０１のそれぞれは、電気的な機器（エレクトリカルデバイス）である。
【００９４】
電子部品５０１は、主電源５０２を電源に用いて駆動される。電子部品５０１の例としては、例えば、ＣＰＵ、モーター、センサ端末、及び照明等を挙げることができる。電子部品５０１が、例えばＣＰＵである場合、電子機器５００には、内蔵されたマスター（ＣＰＵ）によって制御可能な電子機器が含まれる。電子部品５０１が、例えば、モーター、センサ端末、及び照明等の少なくとも１つを含む場合、電子機器５００には、外部にあるマスター、あるいは人によって制御可能な電子機器が含まれる。
【００９５】
主電源５０２は、例えば電池である。電池には、充電可能な電池も含まれる。主電源５０２のプラス端子（＋）は、電子部品５０１のＶｃｃ端子（Ｖｃｃ）と電気的に接続される。主電源５０２のマイナス端子（−）は、電子部品５０１のＧＮＤ端子（ＧＮＤ）と電気的に接続される。
【００９６】
補助電源５０３は、発電素子１である。発電素子１は、上述した発電素子１の少なくとも１つを含む。電子機器５００において、補助電源５０３は、例えば主電源５０２と併用され、主電源５０２をアシストするための電源や、主電源５０２の容量が切れた場合、主電源５０２をバックアップするための電源として使うことができる。主電源５０２が充電可能な電池である場合には、補助電源５０３は、さらに、電池を充電するための電源としても使うことができる。
【００９７】
図５（ｂ）に示すように、主電源５０２は、発電素子１とされてもよい。図５（ｂ）に示す電子機器５００は、主電源５０２として使用される発電素子１と、発電素子１を用いて駆動されることが可能な電子部品５０１と、を備えている。発電素子１は、独立した電源（例えばオフグリッド電源）である。このため、電子機器５００は、例えば自立型（スタンドアローン型）にできる。しかも、発電素子１は、環境発電型（エナジーハーベスト型）である。図５（ｂ）に示す電子機器５００は、電池の交換が不要である。
【００９８】
図５（ｃ）に示すように、電子部品５０１が発電素子１を備えていてもよい。発電素子１のアノードは、例えば、回路基板（図示は省略する）のＧＮＤ配線と電気的に接続される。発電素子１のカソードは、例えば、回路基板（図示は省略する）のＶｃｃ配線と電気的に接続される。この場合、発電素子１は、電子部品５０１の、例えば補助電源５０３として使うことができる。
【００９９】
図５（ｄ）に示すように、電子部品５０１が発電素子１を備えている場合、発電素子１は、電子部品５０１の、例えば主電源５０２として使うことができる。
【０１００】
図５（ｅ）〜図５（ｈ）のそれぞれに示すように、電子機器５００は、発電装置１００を備えていてもよい。発電装置１００は、電気エネルギーの源として発電素子１を含む。
【０１０１】
図５（ｄ）に示した実施形態は、電子部品５０１が主電源５０２として使用される発電素子１を備えている。同様に、図５（ｈ）に示した実施形態は、電子部品５０１が主電源として使用される発電装置１００を備えている。これらの実施形態では、電子部品５０１が、独立した電源を持つ。このため、電子部品５０１を、例えば自立型とすることができる。自立型の電子部品５０１は、例えば、複数の電子部品を含み、かつ、少なくとも１つの電子部品が別の電子部品と離れているような電子機器に有効に用いることができる。そのような電子機器５００の例は、センサである。センサは、センサ端末（スレーブ）と、センサ端末から離れたコントローラ（マスター）と、を備えている。センサ端末及びコントローラのそれぞれは、電子部品５０１である。センサ端末が、発電素子１又は発電装置１００を備えていれば、自立型のセンサ端末となり、有線での電力供給の必要がない。発電素子１又は発電装置１００は環境発電型であるので、電池の交換も不要である。センサ端末は、電子機器５００の１つと見なすこともできる。電子機器５００と見なされるセンサ端末には、センサのセンサ端末に加えて、例えば、ＩｏＴワイヤレスタグ等が、さらに含まれる。
【０１０２】
図５（ａ）〜図５（ｈ）のそれぞれに示した実施形態において共通することは、電子機器５００は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する発電素子１と、発電素子１を電源に用いて駆動されることが可能な電子部品５０１と、を含むことである。
【０１０３】
電子機器５００は、独立した電源を備えた自律型（オートノマス型）であってもよい。自律型の電子機器の例は、例えばロボット等を挙げることができる。さらに、発電素子１又は発電装置１００を備えた電子部品５０１は、独立した電源を備えた自律型であってもよい。自律型の電子部品の例は、例えば可動センサ端末等を挙げることができる。
【実施例】
【０１０４】
次に、本実施形態における発電素子１の実施例について説明する。
【０１０５】
実施例では、それぞれ材料の異なるナノ粒子及び溶媒を発電素子に注入し、発生する電圧を計測した。この結果より、経時に伴う発電効率の低下を抑制するために有効な、ナノ粒子の有するゼータ電位の特徴を明確にすることができた。以下、詳細を説明する。
【０１０６】
本実施例では、実施例１〜４、及び比較例１〜４に用いるナノ粒子及び溶媒を用意し、溶媒に分散されたナノ粒子のゼータ電位を計測した。実施例１〜４では、ナノ粒子としてＦｅ２Ｏ５を用い、溶媒としてＥｘｘｓоｌ（登録商標）Ｄ１３０を用いた。比較例１〜４では、ナノ粒子としてＡｕを用い、溶媒としてテトラデカンを用いた。実施例１〜４のゼータ電位は正を示し、比較例１〜４のゼータ電位は負を示した。なお、ゼータ電位は、上述した電気泳動光散乱測定装置（Malvern Panalytical 製ゼータサイザーUltra）を用いて計測した。
【０１０７】
また、本実施例では、基板に固定された電極を２つ用意し、一方の電極上に支持部を形成し、支持部を介して他方の電極を積層することで、電極間の距離（ギャップ）を有する素子を形成した。
【０１０８】
実施例１〜４では、第１電極としてＰｔを用い、第２電極としてＴｉを用いた。比較例１では、第１電極としてＰｔを用い、第２電極としてＴｉを用いた。比較例２では、第１電極としてＡｕを用い、第２電極としてＴｉを用いた。比較例３では、第１電極としてＡｕを用い、第２電極としてＡｌを用いた。比較例４では、第１電極としてＴｉを用い、第２電極としてＡｌを用いた。
【０１０９】
実施例１〜４では、ギャップをそれぞれ４．０μｍ、３．２μｍ、１．７μｍ、１．４μｍとした。比較例１〜４では、ギャップをそれぞれ３．０μｍ、３．０μｍ、２．８μｍ、２．５μｍとした。
【０１１０】
また、実施例１〜４、比較例１〜４では、基板の材料として石英を用い、支持部としてサイトップ（登録商標）を用いた。なお、ギャップは、精密位置決めステージを利用した電極間微小ギャップ形成装置（株式会社三明製）を用い、電極間の静電容量からギャップを計測した。
【０１１１】
【表１】
0006942404.tif 000002
【０１１２】
上記より生成した計測用の素子にナノ粒子及び溶媒を注入し、５００ｋΩの抵抗を接続した状態で、計測開始直後（０ｈ）、及び計測開始後１０時間（１０ｈ）のそれぞれにおける電圧を計測し、経時変化を電圧比として算出した。算出結果は、表１における「電圧比」に記載した通りである。
【０１１３】
表１に示すように、比較例１〜４のうち比較例１の電圧比が、比較例２〜４に比べて高い値を示した。また、実施例１〜４の電圧比は、何れも比較例１に比べて高い値を示した。このため、実施例１〜４では、比較例１〜４に比べて電圧の減少傾向が改善されていることを確認した。
【０１１４】
上記を踏まえ、ナノ粒子が、溶媒内において０ｍｅＶを超えるゼータ電位を有する場合、０ｍｅＶ以下のゼータ電位を有する場合に比べて、経時に伴う発電効率の減少が抑制されていることを確認した。
【０１１５】
本実施形態によれば、第２電極１２は、第１電極１１と対向して設けられ、第１電極１１よりも高電位を示す。また、ナノ粒子１４１は、溶媒１４２において０ｍｅＶを超えるゼータ電位を有する。即ち、各電極間１１、１２の電位差に基づき、ナノ粒子１４１が電子を受取っているか否かの各状態において、ナノ粒子１４１の移動する向きの傾向を変えることができる。このため、経時に伴いナノ粒子１４１が一方の電極側に偏在することを抑制することができる。これにより、経時に伴う発電効率の低下を抑制することが可能となる。
【０１１６】
また、本実施形態によれば、第２電極１２の仕事関数は、第１電極１１の仕事関数よりも小さい。このため、各電極１１、１２の組合せによって特定の電位差を安定して形成することができる。これにより、経時に伴う発電効率の低下をさらに抑制することが可能となる。
【０１１７】
また、本実施形態によれば、ナノ粒子１４１は、金属酸化物を含む。このため、他の材料に比べて、溶媒１４２に分散された状態を維持し易くすることができる。これにより、経時に伴う発電効率の低下をさらに抑制することが可能となる。
【０１１８】
また、本実施形態によれば、溶媒１４２は、有機溶媒を含む。このため、他の溶媒に比べて、ナノ粒子１４１の有するゼータ電位を維持し易くなる。これにより、経時に伴う発電効率の低下をさらに抑制することが可能となる。
【０１１９】
また、本実施形態によれば、ナノ粒子１４１は、磁性体を除く金属酸化物を含む。このため、外部環境に起因する磁場の影響を受けずに、経時に伴う発電効率の低下を抑制することが可能となる。
【０１２０】
また、本実施形態によれば、発電装置１００は、発電素子１を備える。このため、経時に伴う発電効率の低下を抑制した発電装置１００の実現が可能となる。
【０１２１】
また、本実施形態によれば、電子機器５００は、発電素子１を備える。このため、経時に伴う発電効率の低下を抑制した電子機器５００の実現が可能となる。
【０１２２】
また、本実施形態によれば、第２電極１２は、第１電極１１と対向して設けられ、第１電極１１よりも高電位を示す。また、ナノ粒子１４１は、溶媒１４２において０ｍｅＶを超えるゼータ電位を有する。即ち、各電極間１１、１２の電位差に基づき、ナノ粒子１４１が電子を受取っているか否かの各状態において、ナノ粒子１４１の移動する向きの傾向を変えることができる。このため、経時に伴いナノ粒子１４１が一方の電極側に偏在することを抑制することができる。これにより、発電する際、経時に伴う発電効率の低下を抑制することが可能となる。
【０１２３】
また、本実施形態によれば、計測工程Ｓ１１０は、溶媒１４２においてナノ粒子１４１が０ｍｅＶを超えるゼータ電位を有するか否かを計測する。即ち、計測工程Ｓ１１０の実施により、各電極１１、１２間の電位差が発生した際、ナノ粒子１４１が電子を受取っているか否かの各状態において、ナノ粒子１４１の移動する向きの傾向を変えることができるか否かを判定することができる。このため、経時に伴いナノ粒子１４１が一方の電極側に偏在することを抑制することができる。これにより、経時に伴う発電効率の低下を抑制することが可能となる発電素子１の製造を実現できる。
【０１２４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１２５】
１        ：発電素子
１１      ：第１電極
１２      ：第２電極
１４      ：中間部
１５      ：第１基板
１６      ：第２基板
１７      ：支持部
２１      ：封止部
１００    ：発電装置
１０１    ：第１配線
１０２    ：第２配線
１４０    ：空間
１４１    ：ナノ粒子
１４１ａ  ：被膜
１４２    ：溶媒
５００    ：電子機器
５０１    ：電子部品
５０２    ：主電源
５０３    ：補助電源
Ｇ        ：ギャップ
Ｒ        ：負荷
Ｓ１１０  ：計測工程
Ｓ１２０  ：素子形成工程
Ｘ        ：第２方向
Ｙ        ：第３方向
Ｚ        ：第１方向
【要約】
【課題】経時に伴う発電効率の低下を抑制することができる発電素子、発電装置、電子機器、発電方法、及び発電素子の製造方法を提供する。
【解決手段】熱エネルギーを電気エネルギーに変換する発電素子１であって、第１電極１１と、前記第１電極１１と対向して設けられ、前記第１電極１１よりも高電位を示す第２電極１２と、前記第１電極１１と、前記第２電極１２との間に設けられ、ナノ粒子を分散させた溶媒を含む中間部１４と、を備える。前記ナノ粒子は、前記溶媒内において０ｍｅＶを超えるゼータ電位を有する。また、例えば前記第２電極１２の仕事関数は、前記第１電極１１の仕事関数よりも小さい。
【選択図】図１【図１】
0006942404.tif 000003
【図２】
0006942404.tif 000004
【図３】
0006942404.tif 000005
【図４】
0006942404.tif 000006
【図５】
0006942404.tif 000007