DE1240288B - Thermoelektrische Halbleiteranordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Thermoelektrische Halbleiteranordnung und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
- Publication number
- DE1240288B DE1240288B DES80142A DES0080142A DE1240288B DE 1240288 B DE1240288 B DE 1240288B DE S80142 A DES80142 A DE S80142A DE S0080142 A DES0080142 A DE S0080142A DE 1240288 B DE1240288 B DE 1240288B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- percent
- thermoelectric
- mol percent
- weight
- semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/80—Constructional details
- H10N10/85—Thermoelectric active materials
- H10N10/851—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions
- H10N10/853—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions comprising arsenic, antimony or bismuth
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/80—Constructional details
- H10N10/85—Thermoelectric active materials
- H10N10/851—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions
- H10N10/852—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions comprising tellurium, selenium or sulfur
Description
DEUTSCHES PATENTAMT
Deutsche Kl.: 40 b-31/00
Nummen 1240 288
Aktenzeichen: S 80142 VI a/40 b
1 240 288 Anmeldetag: 29.Juni 1962
Auslegetag: 11. Mai 1967
Zur Anwendung in der Peltier-Kühltechnik werden in bekannter Weise Halbleiterbauelemente benutzt,
deren Schenkel n- bzw. p-leitend sind. Die Eignung eines Halbleiters für diese Anwendung ist durch eine
möglichst große thermoelektrische Effektivität
a2 ■ σ
charakterisiert, wobei α die Thermokraft, a die elektrische und k die thermische Leitfähigkeit bedeutet.
Für die Anwendung eines Halbleiters in einem Kühlelement ist besonders wichtig die Temperaturabhängigkeit
der Effektivität ζ im Arbeitstemperaturbereich, der im allgemeinen von +40° C bis zu möglichst
tiefen Temperaturen reicht. Die Qualität eines Peltierelementes kann durch die maximale Temperaturdifferenz
^Tmax bezeichnet werden, die ein p- und ein η-Schenkel von etwa +40° C an abwärts erreicht.
Es gilt dabei die Beziehung
AT = z'Tfe2
•° x max 2 '
Tk ist hierbei die Temperatur der kalten Lötstellen.
Ein guter Peltier-Halbleiter soll deshalb nicht nur bei Zimmertemperatur eine sehr hohe Effektivität
haben, sondern diese soll auch im gesamten Arbeitsbereich so groß wie möglich sein.
Es ist bekannt, daß für den η-leitenden Schenkel von Peltier-Kühlelementen Legierungen des Systems
Bi2Te3—Bi2Se3 verwendet werden. Insbesondere gilt
die Legierung 80 Molprozent Bi2Te3—20 Molprozent Bi2Se3 wegen ihrer minimalen Gitterwärmeleitfähigkeit
bei geeigneter Dotierung für Kühlzwecke als besonders geeignet. Die Effektivität dieser Legierung
beträgt bei Zimmertemperatur
z = 2,6-10-3/Grad.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine thermoelektrische Halbleiteranordnung. Sie ist dadurch
gekenzeichnet, daß ein Schenkel aus einer η-leitenden Legierung der Zusammensetzung 2 bis
5 Molprozent As2Se3, 2 bis 10 Molprozent Bi2Se3,
Rest Bi2Te3 besteht und daß diese Legierung im Sinne einer hohen thermoelektrischen Effektivität mit
einem Halogen oder einem Halogenid eines Metalls dotiert ist.
Als Beispiel für das Halogenid wird das Kupferbromid und für das Halogen das Chlor genannt.
Das überraschend Neue der Erfindung besteht darin, daß im erfindungsgemäßen Zusammensetzungsbereich durch geeignete Halogendotierung sowohl
bei Zimmertemperatur ein hoher Wert der Effektivi-Thermoelektrische Halbleiteranordnung und
Verfahren zu ihrer Herstellung
Verfahren zu ihrer Herstellung
Anmelder:
Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
Als Erfinder benannt:
Dr. Joachim Rupprecht, Nürnberg
tat erreicht wird als auch im Arbeitstemperaturbereich von +40° C abwärts größere maximale Temperaturdifferenzen
als bei der bis jetzt als optimal angesehenen 80 Molprozent Bi2Te3—20 Molprozent
Bi2Se3-Legierung erreicht werden. Gegenüber Bi2Te3-Legierungen,
die ausschließlich As2Se3 enthalten, besteht bei der erfindungsgemäßen Legierung außerdem
der Vorteil, daß die Herstellung homogenen Materials unter Vermeidung unregelmäßig kristallisierter
Bezirke leicht nach dem an sich bekannten »Normalfreezing«-Verfahren möglich ist.
Die gemäß der Erfindung zusammengesetzten und hergestellten η-leitenden Halbleiterkörper ergeben in
Kombination mit einem p-leitenden Schenkel der Zusammensetzung 70 Molprozent Sb2Te3—30 Molprozent
Bi2Te3 (z=2,9-10-3/Grad bei 25° C) die in der nachfolgenden Tabelle 1 angeführten Werte für die
maximal erreichbare Temperatursenkung Δ Tmax
Halbleiter | Λ Tmal IGrad C] | ||
I | 65 | ||
40 | Π | 76 | |
III | 70 |
Die Temperatur der warmen Lötstellen lag hierbei in allen Fällen bei +40° C
Die Zusammensetzungen der Halbleiterkörper I, II und III sind nachstehend als Beispiele genannt:
Die Zusammensetzungen der Halbleiterkörper I, II und III sind nachstehend als Beispiele genannt:
Halbleiter I
96 Molprozent Bi2Te3
2 Molprozent Bi2Se3
2 Molprozent Bi2Se3
2 Molprozent As2Se3
+ 0,05 Gewichtsprozent CuBr
+ 0,05 Gewichtsprozent CuBr
709 579/366
Claims (4)
1. Thermoelektrische Halbleiteranordnung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schenkel aus einer η-leitenden Legierung der Zusammensetzung 2 bis 5 Molprozent As2Se3, 2 bis
15 Molprozent Bi2Se3, Rest Bi2Te3 besteht und
daß diese Legierung im Sinne einer hohen thermoelektrischen Effektivität mit einem Halogen oder einem Halogenid eines Metalls dotiert ist.
2. Thermoelektrische Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Halbleiterkörper mit 0,03 bis 0,06 Gewichtsprozent CuBr dotiert ist.
3. Thermoelektrische Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Halbleiterkörper mit 0,01 bis 0,06 Gewichtsprozent Chlor dotiert ist.
4. Verfahren zum Herstellen des Schenkels für eine thermoelektrische Anordnung nach
einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper in einem evakuierten Quarzrohr bei 800° C vorlegiert und anschließend nach dem an sich bekannten »Normalfreezing«-Verfahren bei einer Temperatur von
etwa 750° C mit einer Geschwindigkeit von 0,6 cm/h abgesenkt wird.
709 579/366 5.67 © BundesdruckereiBerIin
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL292813D NL292813A (de) | 1962-06-29 | ||
DES80142A DE1240288B (de) | 1962-06-29 | 1962-06-29 | Thermoelektrische Halbleiteranordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung |
CH493763A CH426963A (de) | 1962-06-29 | 1963-04-19 | Thermoelektrische Halbleiteranordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung |
US277616A US3310493A (en) | 1962-06-29 | 1963-05-02 | Halogen doped bi2te3-bi2se3-as2se3 thermoelectric composition |
GB23880/63A GB997627A (en) | 1962-06-29 | 1963-06-14 | Improvements in or relating to semi-conducting materials |
FR939156A FR1415516A (fr) | 1962-06-29 | 1963-06-24 | Dispositif thermo-électrique à semiconducteur et procédé pour sa fabrication |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES80142A DE1240288B (de) | 1962-06-29 | 1962-06-29 | Thermoelektrische Halbleiteranordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1240288B true DE1240288B (de) | 1967-05-11 |
Family
ID=7508695
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DES80142A Pending DE1240288B (de) | 1962-06-29 | 1962-06-29 | Thermoelektrische Halbleiteranordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3310493A (de) |
CH (1) | CH426963A (de) |
DE (1) | DE1240288B (de) |
GB (1) | GB997627A (de) |
NL (1) | NL292813A (de) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3414405A (en) * | 1965-08-16 | 1968-12-03 | Semi Elements Inc | Alloys for making thermoelectric devices |
US4447277A (en) * | 1982-01-22 | 1984-05-08 | Energy Conversion Devices, Inc. | Multiphase thermoelectric alloys and method of making same |
US4588520A (en) * | 1982-09-03 | 1986-05-13 | Energy Conversion Devices, Inc. | Powder pressed thermoelectric materials and method of making same |
US4902648A (en) * | 1988-01-05 | 1990-02-20 | Agency Of Industrial Science And Technology | Process for producing a thermoelectric module |
US6091014A (en) * | 1999-03-16 | 2000-07-18 | University Of Kentucky Research Foundation | Thermoelectric materials based on intercalated layered metallic systems |
-
0
- NL NL292813D patent/NL292813A/xx unknown
-
1962
- 1962-06-29 DE DES80142A patent/DE1240288B/de active Pending
-
1963
- 1963-04-19 CH CH493763A patent/CH426963A/de unknown
- 1963-05-02 US US277616A patent/US3310493A/en not_active Expired - Lifetime
- 1963-06-14 GB GB23880/63A patent/GB997627A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB997627A (en) | 1965-07-07 |
NL292813A (de) | |
US3310493A (en) | 1967-03-21 |
CH426963A (de) | 1966-12-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1005646B (de) | Verfahren zur Erzeugung von grossflaechigen, rissefreien Halbleiter-p-n-Verbindungen | |
DE1295043B (de) | Thermoelement zum Umwandeln von Waermeenergie in elektrische Energie mit einem wenigstens ueber einen Teil seiner Laenge aus einer Germanium-Silicium-Legierung bestehenden Schenkel | |
DE1240288B (de) | Thermoelektrische Halbleiteranordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE1295195B (de) | Thermoelektrisches Halbleitermaterial | |
DE2251938A1 (de) | Legierung zur thermoelektrischen energieumwandlung, verfahren zu deren herstellung und daraus gebildeter thermoelektrischer energieumwandler | |
DE2519338B2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Thermoelements und dessen Anwendung | |
DE889984C (de) | Verwendung von Kupfer-Zink-Legierungen fuer spanabhebend zu bearbeitende Werkstuecke | |
DE1414631B2 (de) | Thermoelektrische anordnung mit einem mischkristall als thermoelementschenkel | |
DE1200400B (de) | Thermoelektrische Anordnung | |
DE1019013B (de) | Verfahren zur Bildung einer Inversionsschicht in Flaechenhalbleitern nach dem Rueckschmelz-Verfahren | |
DE1064537B (de) | Thermoelement, insbesondere fuer die elektrothermische Kaelteerzeugung, und Verfahren zu seiner Herstellung | |
AT237703B (de) | Thermoelektrische Halbleiteranordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE1131763B (de) | Material fuer Schenkel von Thermoelementen bzw. Peltierelementen | |
DE1564373C3 (de) | Legierungsdiffusionsverfahren zur Herstellung einer Siliziumdiode | |
DE1290613B (de) | Thermoelektrische Halbleiteranordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE2165169C3 (de) | Legierung, Herstellung derselben und Verwendung derselben für Vorrichtungen zur unmittelbaren thermoelektrischen Energieumwandlung | |
DE1106877B (de) | Verfahren zur Herstellung eines hochdotierten Bereiches in Halbleiterkoerpern durch Auflegieren von Folien aus einer Goldlegierung | |
DE1639502B1 (de) | Thermoelektrische Anordnung | |
DE1489277A1 (de) | Thermoelektrische Halbleitervorrichtung | |
AT228273B (de) | Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung | |
DE1277967C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung, insbesondere einer thermoelektrischen Halbleiteranordnung | |
DE1241507B (de) | Thermoelektrische Halbleiteranordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE1166936B (de) | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung | |
DE1037481B (de) | Thermoelement, insbesondere fuer thermoelektrische Kuehlung, und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE2035767A1 (de) | Elektrischer Isolierkörper mit hoher Wärmeleitfähigkeit |