DE102007048749A1 - Thermal generator for direct conversion of thermal energy into electrical energy, has linear structures integrated into substrates and made from thermoelectric material e.g. germanium, with high electrical and thermal conductivity - Google Patents

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Abstract

The generator has substrates (1, 1') made of thermally and electrically poor conducting material, and linear structures (7, 7') integrated into the substrates and made from thermoelectric material e.g. germanium, with high electrical and thermal conductivity, where breadth of the structures is 3 to 100 nanometer. The substrates are coated with an intrinsic semiconductor layer, where the semiconductor layer includes an amorphous or micro-crystalline semiconductor. Interconnection of the structures is made by a metallization (8). The structure is made of thermoelectric material selected from a group consisting of phosphorus, boron, germanium, magnesium, tin, chromium, manganese, antimony, zinc, lead, iridium, aluminum, cobalt, nickel, silver, magnesium, titanium, rhenium, iron, ruthenium, bismuth or tellurium. An independent claim is also included for a procedure for manufacturing of a thermal generator.

Description

Die Erfindung betrifft einen Thermogenerator, dessen Stromausbreitung in Material von Sub-Mikrometerdicke, insbesondere Nanometerdicke, geführt wird.The The invention relates to a thermal generator whose current propagation in material of sub-micron thickness, in particular nanometer thickness, to be led.

Sind zwei verschiedenartige Leiter oder Halbleiter an ihren Enden miteinander verbunden und die Enden auf verschiedene Temperaturen gebracht, so lässt sich im Stromkreis eine Spannung bzw. ein Stromfluss feststellen. Im Fall von metallischen Anordnungen sind diese als Thermoelemente bekannt. Werden sowohl Strom und Spannung ausgenutzt, so liegt der Fall eines Thermogenerators vor. In diesem Fall werden technisch meist Halbleiter eingesetzt.are two different conductors or semiconductors at their ends connected and the ends brought to different temperatures, This allows a voltage or current flow in the circuit determine. In the case of metallic arrangements these are as Thermocouples known. If both current and voltage are used, this is the case of a thermogenerator. In this case will be technically mostly semiconductors used.

Der Gütewert eines Thermogenerators wird allgemein mit ZT bezeichnet, ZT = S2 σ T/κ, (S Seebeck-Koeffizient, σ elektrische Leitfähigkeit, T Temperatur, κ thermische Leitfähigkeit). Bei üblich eingesetzten Materialien und Geometrien liegt der ZT Wert bei 0.6 oder darunter [1]. Der ZT Wert entspricht dem Wirkungsgrad.The quality value of a thermal generator is generally designated ZT, ZT = S 2 σ T / κ, (S Seebeck coefficient, σ electrical conductivity, T temperature, κ thermal conductivity). For commonly used materials and geometries, the ZT value is 0.6 or less [1]. The ZT value corresponds to the efficiency.

Aus der Theorie [2, 3] ist bekannt, dass durch Übergang von der makroskopischen zur mikroskopischen Bauform der ZT-Wert mit abnehmender Dicke der Schenkel des Generators sich erhöht. Dies gilt für Nanoschichten und noch viel deutlicher für Nanodrähte. Aufgrund dieser Erkenntnis wurden Nanodrähte als Grundmaterial für Thermogeneratoren eingesetzt [2, 3]. In der Literatur werden Beispiele angegeben, in denen Bi-Verbindungen als Nanodrähte untersucht wurden. In der Regel wurden diese in die Poren einer Al2O3 Form gegossen [4]. Varianten der Herstellung sind die LIGA-Technik [5] und Befüllen von Nanoporen in einer Substratschicht [6].From the theory [2, 3] it is known that by transition from the macroscopic to the microscopic design, the ZT value increases with decreasing thickness of the legs of the generator. This is true for nanosheets and much more so for nanowires. Based on this finding, nanowires were used as the base material for thermal generators [2, 3]. In the literature examples are given in which Bi compounds were investigated as nanowires. As a rule, these were poured into the pores of an Al 2 O 3 mold [4]. Variants of the production are the LIGA technique [5] and filling of nanopores in a substrate layer [6].

Die bisherigen Lösungen der Herstellung bringen auch einige Nachteile mit sich. Die Herstellung über Porenbefüllung bedingt eine nur enge Auswahl an Trägermaterialien. Dieses Trägermaterial muß aber eine geringe thermische Leitfähigkeit haben. Es ist ein generelles Problem, die einzelnen erzeugten Nanodrähte zu handhaben. Auch das Abscheideverfahren ist nicht immer einfach. Angewandt wurden z. B. elektrochemische Abscheidung auf Al2O3.The previous solutions of the production also bring some disadvantages. The production via pore filling requires only a narrow selection of support materials. However, this carrier material must have a low thermal conductivity. It is a general problem to handle the individual nanowires generated. The separation process is not always easy either. Applied z. B. electrochemical deposition on Al 2 O 3 .

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen kostengünstig und präzise zu fertigenden Thermogenerator zur Verfügung zu stellen sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.outgoing From this prior art, the invention is based on the object a cost-effective and precise to manufacture Thermogenerator provide as well as a method for its production.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Thermogenerator zur Direktumwandlung von thermischer in elektrische Energie vorgeschlagen, bestehend aus einem Substrat aus thermisch und elektrisch schlecht leitendem Material (oder nicht leitendem Material) und darauf befindlichen integrierten linienförmigen Strukturen aus thermoelektrischem Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit.to The solution to this problem is a thermogenerator for direct conversion from thermal to electrical energy proposed, consisting from a substrate of thermally and electrically poorly conductive Material (or non-conductive material) and located on it integrated linear structures made of thermoelectric Material with high electrical conductivity.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2 bis 11 angegeben. Ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Thermogenerators ist in den Ansprüchen 12 bis 27 angegeben.advantageous Further developments are specified in claims 2 to 11. A method for producing such a thermal generator is in claims 12 to 27.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im Folgenden näher beschrieben.embodiments The invention are illustrated in the drawing and in the following described in more detail.

Es zeigt:It shows:

Bild 1 die exemplarische Ausbildung eines erfindungsgemäßen Thermogenerators;image 1 the exemplary embodiment of an inventive Thermal generator;

Bild 2 die Verdeutlichung einer vorzugsweise vorgesehenen verfahrenstechnischen Ausbildung;image 2 the clarification of a preferably provided procedural Education;

Bild 3 eine alternative Ausbildung eines Thermogenerators in schematischer Ansicht;image 3 an alternative embodiment of a thermal generator in a schematic View;

Bild 4 die Ausbildung von linienförmigen Strukturen auf einem Substrat.image 4 the formation of linear structures on a Substrate.

In Bild 1 ist die Anordnung von zwei Substraten 1, 1' aus thermisch und elektrisch schlecht leitendem Material gezeigt, wobei auf dem Substrat 1 beziehungsweise 1' linienförmige Strukturen aus thermoelektrischem Material 7, 7' in Mehrfachanordnung parallel nebeneinander vorgesehen sind. Die Materialen, aus denen die linienförmigen Strukturen 7 beziehungsweise 7 bestehen, sind unterschiedlich, so dass diese Strukturen zusammengeschaltet ein Thermopaar bilden. Die Zusammenschaltung der Strukturen erfolgt über eine Metallisierung 8 am einen Ende der linienförmigen Strukturen 7, 7'. Am anderen Ende der linienförmigen Strukturen 7, 7' ist jeweils eine metallische Verbindung 9, 9' vorgesehen, an die ein Verbraucher angeschlossen werden kann. Durch Erwärmung der Metallisierung 8 wird ein Strom erzeugt, der über die Kontakte 9, 9' vom Verbraucher als Leistung abgenommen werden kann.In picture 1 is the arrangement of two substrates 1 . 1' shown from thermally and electrically poorly conductive material, being on the substrate 1 respectively 1' linear structures made of thermoelectric material 7 . 7 ' are provided in parallel next to each other in multiple arrangement. The materials that make up the linear structures 7 respectively 7 exist, are different, so that these structures together form a thermocouple. The interconnection of the structures takes place via a metallization 8th at one end of the linear structures 7 . 7 ' , At the other end of the linear structures 7 . 7 ' is in each case a metallic compound 9 . 9 ' provided to which a consumer can be connected. By heating the metallization 8th a current is generated through the contacts 9 . 9 ' can be accepted by the consumer as a benefit.

In Bild 2 ist eine Herstellungsweise erläutert. Hierbei werden senkrecht zu einem vorzugsweise rechteckigen Substrat 1, 1' vorzugsweise aus Material geringer thermischer und elektrischer Leitfähigkeit, auf zwei gegenüberliegenden Seiten ein optisches System 2 und ein voll reflektierender Spiegel 3 angebracht. Mittels des optischen Systems wird monochromatisches, vorzugsweise Licht aus einem Laser 5, eingestrahlt und der Spiegel 3 wird so montiert, dass sich ein Stehwellenfeld 4 zwischen dem optischen System 2 und dem Spiegel 3 über dem Substrat ausbildet. In Richtung der Substratnormalen wird ein Atom- oder Molekularstrahl 6 auf das Substrat 1, 1' gerichtet. Auf dem Weg zum Substrat passiert der Strahl 6 das Stehwellenfeld 4. Hierdurch wird erreicht, dass sich der Strahl in Form von parallelen Streifen 7, 7' auf einem Substrat 1, 1' niederschlägt, da er ein eindimensionales optisches Stehwellenfeld 4 durchläuft. [7, 8]. Es werden mindestens zwei Substrate mit entsprechenden Streifen 7, 7' beschichtet, die jeweils aus einem n-leitenden Material 7 beziehungsweise einem p-leitenden Material 7' bestehen. Die entstehenden Streifen 7, 7' haben ein Rastermaß in der Größe der eingestrahlten Wellenlänge, beispielsweise 212 nm, mit einem Breitenprofil in Form eines scharf ausgeprägten Gipfels mit einer Mittelbreite von 38 nm. Eine derartige Ausbildung ist in Bild 4 verdeutlicht. Dabei sind auf einem Substrat 1 Streifen 7 ausgebildet, die eine Höhe H von ca. 8 nm aufweisen. Die Breite der einzelnen linienförmigen beträgt im Mittel (bei B) 38 nm. Der Abstand der Streifen voneinander „A" beträgt etwa 212 nm.Figure 2 explains a method of production. In this case, perpendicular to a preferably rectangular substrate 1 . 1' preferably made of material of low thermal and electrical conductivity, on two opposite sides of an optical system 2 and a fully reflective mirror 3 appropriate. By means of the optical system is monochromatic, preferably light from a laser 5 , radiated and the mirror 3 is mounted so that a standing wave field 4 between the optical system 2 and the mirror 3 is formed above the substrate. Towards the substrate normal an atomic or molecular beam 6 on the substrate 1 . 1' directed. On the way to the substrate, the beam passes 6 the standing wave field 4 , This ensures that the beam in the form of parallel stripes 7 . 7 ' on a substrate 1 . 1' precipitates because it is a one-dimensional optical standing wave field 4 passes. [7, 8]. There will be at least two substrates with corresponding stripes 7 . 7 ' coated, each made of an n-type material 7 or a p-type material 7 ' consist. The resulting stripes 7 . 7 ' have a pitch in the size of the irradiated wavelength, for example, 212 nm, with a width profile in the form of a sharp peak with a mean width of 38 nm. Such training is illustrated in Figure 4. Doing so are on a substrate 1 strip 7 formed, which have a height H of about 8 nm. The width of the individual line-shaped is on average (at B) 38 nm. The distance of the strips from each other "A" is about 212 nm.

Zwei entsprechend mit Streifen 7, 7' ausgebildete Substrate 1, 1' bilden die beiden Schenkel des Thermogenerators.Two accordingly with stripes 7 . 7 ' trained substrates 1 . 1' form the two legs of the thermogenerator.

Bei der Abscheidung können zwei oder mehr Materialien in Form von aufeinander liegenden Streifen oder auch gleichzeitig abgeschieden werden, so dass bei Vorliegen von stöchiometrischen oder zur Dotierung notwendigen Mengenverhältnissen durch Hochtemperaturanwendung und gegenseitige Reaktion geeignete p- oder n-leitende Thermogeneratorschenkel gebildet werden können.at The deposition can be two or more materials in the form separated from one another or even simultaneously be so in the presence of stoichiometric or for doping necessary proportions by high temperature application and mutual reaction suitable p- or n-type thermogenerator legs can be formed.

In anderer Verfahrensweise kann ein mit einer dünnen Schicht versehenes undotiertes Substrat streifenförmig mit p- oder n-Dotiergut bestrichen werden. Zum Beispiel kann das Substrat mit einer Beschichtung mit intrinsischem amorphen Silizium beschichtet werden, welches mit Streifen 7 aus phosphorhaltigem Material und mit Streifen 7 aus borhaltigem Material belegt wird. Dieses Dotiergut wird anschließend in einem Hochtemperaturschritt von ca. 500°C bis 1.500°C in die dünne Schicht eingetrieben.In another procedure, an undoped substrate provided with a thin layer can be coated in strip form with p or n doping material. For example, the substrate may be coated with a coating of intrinsic amorphous silicon, which is coated with stripes 7 made of phosphorus-containing material and with stripes 7 made of boron-containing material. This dopant is then driven in a high-temperature step of about 500 ° C to 1500 ° C in the thin layer.

Bei beiden Ausführungsbeispielen können die Streifenenden beider Substrat 1, 1' beziehungsweise die Enden der Streifen 7, 7' parallel geschaltet werden, was vorzugsweise durch eine Metallisierung 8 beziehungsweise 9 in einer Breite von wenigen Millimetern erfolgen kann. Gemäß Ausführungsbeispiel Bild 1 werden je ein Substrat mit n- und ein Substrat mit p-leitenden Streifen 7, 7' Rücken an Rücken aneinander gelegt, so dass alle Streifen parallel verlaufen zum Beispiel von rechts nach links. Am einen Enden der Substrate 1, 1' wird eine gemeinsame Metallisierung 8 in Form eines U-Profils angebracht, so dass die n- und p-leitenden Streifen miteinander und untereinander verbunden sind. Am anderen Ende der Substrate wird jeweils eine metallische Verbindung 9, 9' der n-leitenden Streifen 7 und der p-leitenden Streifen 7' angebracht, aber keine Verbindung von n-leitenden Streifen zu p-leitenden Streifen. Diese Verbindung erfolgt vielmehr über den entsprechenden Verbraucher. Damit sind alle n-leitenden Streifen und alle p-leitenden Streifen parallel miteinander verbunden.In both embodiments, the strip ends of both substrate 1 . 1' or the ends of the strips 7 . 7 ' be connected in parallel, preferably by a metallization 8th respectively 9 can be made in a width of a few millimeters. According to Embodiment Figure 1 are each a substrate with n- and a substrate with p-type stripes 7 . 7 ' Laid back to back, so that all stripes are parallel, for example from right to left. At one end of the substrates 1 . 1' becomes a common metallization 8th in the form of a U-profile, so that the n- and p-type strips are connected to each other and to each other. At the other end of the substrates in each case a metallic compound 9 . 9 ' the n-type strip 7 and the p-type stripe 7 ' attached, but no connection of n-type strip to p-type strip. Instead, this connection is made via the corresponding consumer. Thus, all n-type strips and all p-type strips are connected in parallel.

Gemäß einer anderen Verfahrensweise wird ein Substrat 1, 1' vorzugsweise von geringer elektrischer und thermischer Leitfähigkeit mit einem intrinsischen Halbleitermaterial beschichtet. In dieses Material werden durch Beschuss mit energiereichen Strahlen geeignete Dotiermaterialien eingebracht. Der Beschuss erfolgt mit einem fokussierten Ionenstrahl. Die Fokussierung erfolgt dabei über eine aus der Literatur und Praxis bekannte elektrostatische/elektromagnetische Linse.According to another procedure, a substrate 1 . 1' preferably of low electrical and thermal conductivity coated with an intrinsic semiconductor material. In this material, suitable doping materials are introduced by bombardment with high-energy radiation. The bombardment takes place with a focused ion beam. Focussing takes place via an electrostatic / electromagnetic lens known from literature and practice.

Der Strahl wird durch die Strahlführung der Implantationsanlage in geeigneten geometrischen Mustern geführt. Als Beispiel können parallele Linien 7, 7' dienen. Die so entstehenden Streifen 7, 7' können eine Breite in der Größe von 1 bis 1.000 nm haben.The beam is guided by the beam guidance of the implantation system in suitable geometric patterns. As an example, parallel lines 7 . 7 ' serve. The resulting stripes 7 . 7 ' may have a width ranging in size from 1 to 1,000 nm.

Bei Wahl von geeigneten Materialien lassen sich die Dotierungen für die n-Typ Schenkel 7 von Thermogeneratoren einbringen. Bei Wahl der geeigneten Materialien lassen sich Dotierungen für die p-Typ Schenkel von Thermogeneratoren einbringen. Die eingebrachten Dotierungen werden durch einen Hochtemperaturschritt zwischen 500°C und 1.500°C in die Halbleiterschicht eingetrieben und aktiviert.If suitable materials are selected, the dopings for the n-type legs can be selected 7 of thermal generators. If suitable materials are selected, dopings can be introduced for the p-type legs of thermal generators. The introduced dopants are driven through a high-temperature step between 500 ° C and 1,500 ° C in the semiconductor layer and activated.

Die Metallisierung und Verschaltung erfolgt wie vorher beschrieben.The Metallization and interconnection is done as previously described.

In Bild 3 ist erläutert, wie sich bei Wahl der geeigneten Materialien die Dotierungen für die n-Typ Schenkel 7 und die p-Typ Schenkel 7' von Thermogeneratoren durch Wechsel der Ionenquelle hintereinander abwechselnd auf demselben Substrat 1 vorgesehen werden können. Die eingebrachten Dotierungen werden durch einen Hochtemperaturschritt zwischen 500°C und 1.500°C in die Halbleiterschicht des Substrates eingetrieben und aktiviert. Am Ende des n-Streifens 7 und am Ende des p-Streifens 7 wird jeweils eine Kontaktierung 10, 10' angebracht, zwischen die wiederum ein Verbraucher geschaltet werden kann.Figure 3 explains how the dopants for the n-type legs are selected when choosing the appropriate materials 7 and the p-type thighs 7 ' of thermogenerators by alternately changing the ion source alternately on the same substrate 1 can be provided. The introduced dopants are driven through a high temperature step between 500 ° C and 1500 ° C in the semiconductor layer of the substrate and activated. At the end of the n-strip 7 and at the end of the p-strip 7 each becomes a contact 10 . 10 ' attached, between which in turn a consumer can be switched.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.The Invention is not limited to the embodiment, but in the context of the Revelation often variable.

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.All new individual items disclosed in the description and / or drawing. and combination features are considered essential to the invention.

Literaturliterature

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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (27)

Thermogenerator zur Direktumwandlung von thermischer in elektrische Energie, bestehend aus einem Substrat (1, 1') aus thermisch und elektrisch schlecht leitendem Material und darauf befindlichen integrierten linienförmigen Strukturen (7, 7') aus thermoelektrischem Material mit hoher elektrischer und thermische Leitfähigkeit.Thermogenerator for the direct conversion of thermal into electrical energy, consisting of a substrate ( 1 . 1' ) of thermally and electrically poorly conducting material and integrated linear structures ( 7 . 7 ' ) made of thermoelectric material with high electrical and thermal conductivity. Thermogenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der linienförmigen Strukturen (7, 7') etwa 1 bis 1.000 nm, vorzugsweise 3 bis 100 nm betragen.Thermogenerator according to claim 1, characterized in that the width of the linear structures ( 7 . 7 ' ) be about 1 to 1,000 nm, preferably 3 to 100 nm. Thermogenerator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der linienförmigen Struktur (7, 7') Silizium, Phosphor, Bor, Germanium, Magnesium, Zinn, Chrom, Mangan, Antimon, Zink, Blei, Iridium, Aluminium, Kobalt, Nickel, Silber, Magnesium, Titan, Rhenium, Eisen, Ruthenium, Wismut, Tellur, deren Dotierung, Legierungen und Verbindungen umfasst, jeweils allein oder im Kombination mit anderen der genannten Materialien.Thermogenerator according to one of claims 1 or 2, characterized in that the material of the linear structure ( 7 . 7 ' ) Silicon, phosphorus, boron, germanium, magnesium, tin, chromium, manganese, antimony, zinc, lead, iridium, aluminum, cobalt, nickel, silver, magnesium, titanium, rhenium, iron, ruthenium, bismuth, tellurium, the doping thereof, Alloys and compounds, each alone or in combination with others of the materials mentioned. Thermogenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Thermogenerator aus zwei Substraten (1, 1') besteht, wobei auf dem ersten Substrat (1) Komponenten von n-leitendem Material abgeschieden sind, auf dem zweiten Substrat (1') Komponenten von p-leitendem Material abgeschieden sind, wobei das abgeschiedene Material die linienförmigen Strukturen (7, 7') bildet, dass die beiden Substrate (1, 1') an einem der Streifenenden mit einer alle Streifenenden verbindenden Kontaktierung (8) versehen sind, und dass die beiden Substrate (1, 1') an den anderen Streifenenden mit einer Kontaktierung (9, 9') versehen sind, die an einem Verbraucher angeschaltet ist.Thermogenerator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the thermogenerator consists of two substrates ( 1 . 1' ), wherein on the first substrate ( 1 ) Components of n-type material are deposited on the second substrate ( 1' ) Components of p-type material are deposited, wherein the deposited material is the line-shaped structures ( 7 . 7 ' ) forms that the two substrates ( 1 . 1' ) at one of the strip ends with a contacting all strip ends ( 8th ), and that the two substrates ( 1 . 1' ) at the other strip ends with a contact ( 9 . 9 ' ) are provided, which is connected to a consumer. Thermogenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (1, 1') unmittelbar mit linienförmigen Strukturen (7, 7') aus thermoelektrischem Material beschichtet ist.Thermogenerator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the substrate ( 1 . 1' ) directly with line-shaped structures ( 7 . 7 ' ) is coated from thermoelectric material. Thermogenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Substrat (1) mit einer intrinsischen halbleitenden Schicht beschichtet ist und eine linienförmige Beschichtung der halbleitenden Schicht mir einem Material erfolgt ist, das im Halbleiter als n-Typ Dotierung dient.Thermogenerator according to one of claims 1 to 4, characterized in that a first substrate ( 1 ) has been coated with an intrinsic semiconducting layer and a line-shaped coating of the semiconducting layer has been carried out with a material which serves as n-type doping in the semiconductor. Thermogenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und/oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Substrat (1') mit einer intrinsischen halbleitenden Schicht beschichtet ist und eine linienförmige Beschichtung der halbleitenden Schicht mit einem Material erfolgt ist, das im Halbleiter als p-Typ Dotierung dient.Thermogenerator according to one of claims 1 to 4 and / or 6, characterized in that a second substrate ( 1' ) is coated with an intrinsic semiconducting layer and a line-shaped coating of the semiconducting layer has been made with a material which serves as p-type doping in the semiconductor. Thermogenerator nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die halbleitende Schicht aus einem amorphen oder mikrokristallinen Halbleiter besteht.Thermogenerator according to one of the claims 6 or 7, characterized in that the semiconducting layer consists of an amorphous or microcrystalline semiconductor. Thermogenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Substrat mit (1) einer intrinsischen halbleitenden Schicht bedeckt ist und die streifenförmigen Beschichtung wechselweise aus zwei Materialien besteht, deren eines in der halbleitenden Schicht eine n-Typ Dotierung und deren anderes eine p-Typ Dotierung bildet, so dass Streifen (7, 7') mit wechselnder Dotierung aufgebracht und miteinander jeweils an den Enden verbunden sind.Thermogenerator according to one of claims 1 to 8, characterized in that a substrate with ( 1 ) is covered by an intrinsic semiconducting layer and the strip-shaped coating alternately consists of two materials, one of which forms an n-type doping in the semiconducting layer and a p-type doping in the other, so that strips ( 7 . 7 ' ) are applied with alternating doping and connected to each other at the ends. Thermogenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils am Ende des p-Streifens (7) und am Ende des n-Streifens (7') eine Kontaktierung vorgesehen ist.Thermogenerator according to one of claims 1 to 9, characterized in that in each case at the end of the p-strip ( 7 ) and at the end of the n-stripe ( 7 ' ) A contact is provided. Thermogenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Substratpaare (1, 1') mit linienförmigen Strukturen (7, 7') parallel oder seriell zusammengeschaltet sind.Thermogenerator according to one of claims 1 to 10, characterized in that a plurality of substrate pairs ( 1 . 1' ) with linear structures ( 7 . 7 ' ) are connected in parallel or in series. Verfahren zur Herstellung eines Thermogenerators zur Umwandlung von thermischer in elektrische Energie, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Substrat (1, 1') aus thermisch und elektrisch schlecht leitendem Material linienförmige Strukturen (7, 7') aus thermoelektrischem Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit abgeschieden werden.Method for producing a thermal generator for converting thermal energy into electrical energy, characterized in that on a substrate ( 1 . 1' ) of thermally and electrically poorly conducting material linear structures ( 7 . 7 ' ) are deposited from thermoelectric material with high electrical conductivity. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die linienförmigen Strukturen (7, 7') in einer Breite von 1 bis 1.000 nm, vorzugsweise 3 bis 100 nm aufgebracht werden.Method according to claim 12, characterized in that the linear structures ( 7 . 7 ' ) are applied in a width of 1 to 1000 nm, preferably 3 to 100 nm. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Material durch einen auf das Substrat (1, 1') gerichteten Atom- oder Molekularstrahl auf dem Substrat abgeschieden wird.Method according to one of claims 12 or 13, characterized in that the material by a on the substrate ( 1 . 1' ) atomic or molecular beam is deposited on the substrate. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Atom- oder Molekularstrahl auf dem von seiner Erzeugerquelle zum Substrat (1, 1') ein eindimensionales optisches Stehwellenfeld (4) durchläuft, wobei die Feldverteilung des Stehwellenfeldes (4) die Abscheidung des Materials aus dem Atom- oder Molekularstrahl in linienförmigen Strukturen (7, 7') bewirkt.A method according to claim 14, characterized in that the atomic or molecular beam on that from its generator source to the substrate ( 1 . 1' ) a one-dimensional optical standing wave field ( 4 ), wherein the field distribution of the standing wave field ( 4 ) the deposition of the material from the atomic or molecular beam in linear structures ( 7 . 7 ' ) causes. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Atom- oder Molekularstrahls auf einem ersten Substrat (1) oder auf einem ersten Bereich eines Substrates (1) sequentiell oder gleichzeitig Materialien abgeschieden werden, die Komponenten von n-leitendem thermoelektrischen Material sind.Method according to one of claims 14 or 15, characterized in that by means of the atomic or molecular beam on a first substrate ( 1 ) or on a first area of a substrate ( 1 ) sequentially or simultaneously depositing materials comprising components of n-type ther are moelektrischen material. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Atom- oder Molekularstrahls auf einem zweiten Substrat (1') oder auf einem zweiten Bereich des Substrates (1') sequentiell oder gleichzeitig Materialien abgeschieden werden, die Komponenten von p-leitendem thermoelektrischem Material sind.Method according to one of claims 14 to 16, characterized in that by means of the atomic or molecular beam on a second substrate ( 1' ) or on a second area of the substrate ( 1' ) sequentially or simultaneously depositing materials that are components of p-type thermoelectric material. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Substrat (1) oder ein erster Bereich des Substrates (1') mit einer intrinsischen halbleitenden Schicht beschichtet wird und die linienförmigen Strukturen (7) aus thermoelektrischem Material mit einem Material ausgeführt werden, das in der halbleitenden Schicht als n-Typ Dotierung dient.Method according to one of claims 12 or 13, characterized in that a first substrate ( 1 ) or a first region of the substrate ( 1' ) is coated with an intrinsic semiconducting layer and the line-shaped structures ( 7 ) are made of thermoelectric material with a material which serves as n-type doping in the semiconductive layer. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Substrat (1') oder ein zweiter Bereich des Substrats (1) mit einer intrinsischen halbleitenden Schicht beschichtet wird und die linienförmigen Strukturen (7, 7') aus thermoelektrischem Material mit einem Material ausgeführt werden, das in der halbleitenden Schicht als p-Typ Dotierung dient.Method according to one of claims 12 or 13 or 18, characterized in that a second substrate ( 1' ) or a second region of the substrate ( 1 ) is coated with an intrinsic semiconducting layer and the line-shaped structures ( 7 . 7 ' ) are made of thermoelectric material with a material which serves as p-type doping in the semiconductive layer. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14 oder 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines fokussierten Atom- oder Molekularstrahls, der mit einer Ionenimplantationsanlage erzeugt wird, eine Implantation von thermoelektrischem Material insbesondere in die halbleitende Schicht zur Erzeugung der linienförmigen Strukturen (7, 7') vorgenommen wird.Method according to one of claims 12 to 14 or 16 to 19, characterized in that by means of a focused atomic or molecular beam, which is produced with an ion implantation plant, an implantation of thermoelectric material, in particular in the semiconductive layer for producing the linear structures ( 7 . 7 ' ) is made. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Führung des Strahles die Implantation des Materials in linienförmiger Struktur (7, 7') erzeugt wird.A method according to claim 20, characterized in that the guidance of the beam, the implantation of the material in a linear structure ( 7 . 7 ' ) is produced. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eines Substrates (1, 1') wechselweise in Form von Streifen (7, 7') aufgebracht wird, und zwar aus unterschiedlichen Materialien, die als n- und p-Typ Dotierung dienen, wobei vorzugsweise in wechselnder Folge jeweils ein n-Typ Streifen und ein p-Typ Streifen von einem Ende vorgesehen wird.Method according to one of claims 12 to 21, characterized in that the coating of a substrate ( 1 . 1' ) alternately in the form of strips ( 7 . 7 ' ) is applied, namely of different materials, which serve as n- and p-type doping, wherein preferably in alternating sequence in each case an n-type strip and a p-type strip is provided from one end. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das streifenförmig vorgesehene Material in einem Hochtemperaturbehandlungsschritt zu einer n-leitenden beziehungsweise zu einer p-leitenden Legierung umgewandelt wird.Method according to one of claims 12 to 22, characterized in that the strip-shaped provided Material in a high temperature treatment step to an n-type or converted to a p-type alloy. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochtemperaturbehandlung bei 500°C bis 1.500°C erfolgt.Method according to claim 23, characterized that the high-temperature treatment at 500 ° C to 1,500 ° C. he follows. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass auf die ersten Enden der linienförmigen Strukturen (7, 7') eine Kontaktierung (8) aufgebracht wird und die Kontaktierungen der unterschiedlichen Strukturen miteinander kontaktiert werden.Method according to one of claims 12 to 24, characterized in that on the first ends of the linear structures ( 7 . 7 ' ) a contact ( 8th ) is applied and the contacts of the different structures are contacted with each other. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass auf die zweiten Enden der linienförmigen Strukturen eine Kontaktierung (9, 9') aufgebracht wird und die Kontaktierungen der unterschiedlichen Strukturen an einen elektrischen Verbraucher angeschlossen werden.Method according to one of claims 12 to 25, characterized in that on the second ends of the linear structures a contacting ( 9 . 9 ' ) is applied and the contacts of the different structures are connected to an electrical load. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Substrate (1, 1') und/oder linienförmige Strukturen (7, 7') elektrisch parallel und/oder seriell zusammengeschaltet oder kontaktiert werden.Method according to one of claims 12 to 26, characterized in that a plurality of substrates ( 1 . 1' ) and / or linear structures ( 7 . 7 ' ) electrically connected in parallel and / or serially connected or contacted.
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