RU199132U1 - Thermoelectric generator - Google Patents

Thermoelectric generator Download PDF

Info

Publication number
RU199132U1
RU199132U1 RU2020113529U RU2020113529U RU199132U1 RU 199132 U1 RU199132 U1 RU 199132U1 RU 2020113529 U RU2020113529 U RU 2020113529U RU 2020113529 U RU2020113529 U RU 2020113529U RU 199132 U1 RU199132 U1 RU 199132U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
samarium
layer
concentration
sulfide
polycrystalline
Prior art date
Application number
RU2020113529U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Дмитриевич Максименко
Николай Аркадьевич Иванов
Сергей Андреевич Небогин
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ")
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ")
Priority to RU2020113529U priority Critical patent/RU199132U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU199132U1 publication Critical patent/RU199132U1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N15/00Thermoelectric devices without a junction of dissimilar materials; Thermomagnetic devices, e.g. using the Nernst-Ettingshausen effect

Landscapes

  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области термовольтаического преобразования тепловой энергии с использованием полупроводниковых пленочных структур. Термоэлектрический генератор содержит поликристаллический слой полупроводникового материала на основе сульфида самария, с монотонно изменяющимся содержанием самария в направлении, перпендикулярном поверхности слоя и токовые контакты, N (N>2) условно одинаковых слоев поликристаллического сульфида самария с градиентом концентрации самария в направлении, перпендикулярном плоскости токосъемных электродов, причем слои поликристаллического сульфида самария с градиентом концентрации самария сформированы в единый термовольтаический преобразователь таким образом, что та сторона, которая имеет меньшую концентрацию самария, соединяется через напыляемый токовый контакт со стороной слоя сульфида самария с большей концентрацией самария. Технический результат: создание устройства преобразующего тепловую энергию в электрическую, при этом не требующего градиента температуры для генерации термоЭДС и обладающего сравнительно высокими значениями вырабатываемой термоЭДС. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.The utility model relates to the field of thermovoltaic conversion of thermal energy using semiconductor film structures. The thermoelectric generator contains a polycrystalline layer of a semiconductor material based on samarium sulfide, with a monotonically varying samarium content in a direction perpendicular to the layer surface and current contacts, N (N> 2) conditionally identical layers of polycrystalline samarium sulfide with a samarium concentration gradient in a direction perpendicular to the plane of current-collecting electrodes , and the layers of polycrystalline samarium sulfide with a gradient of samarium concentration are formed into a single thermovoltaic converter in such a way that the side with a lower samarium concentration is connected through a sprayed current contact with the side of the samarium sulfide layer with a higher samarium concentration. EFFECT: creation of a device that converts thermal energy into electrical energy, while not requiring a temperature gradient for generating thermoEMF and having relatively high values of the generated thermoEMF. 1 wp f-ly, 2 dwg

Description

Термоэлектрический генератор относится к устройствам преобразования тепловой энергии в электрическую (ТЭГ), а именно к области прямого преобразования тепловой энергии в электрическую и представляет собой многослойную структуру из тонких слоев полупроводника и проводника.Thermoelectric generator belongs to devices for converting thermal energy into electrical energy (TEG), namely, to the area of direct conversion of thermal energy into electrical energy and is a multilayer structure of thin layers of a semiconductor and a conductor.

Термоэлектрические генераторы, получившие широкое распространение, используют для преобразования тепловой энергии в электрическую эффект Зеебека. Эффект Зеебека нашел реализацию в виде устройств прямого преобразования тепловой энергии в электрическую, так называемых элементов Пельтье. Они представляют собой совокупность последовательно соединенных термопар. Элементы Пельтье очень широко используются в качестве термоэлектрических генераторов. Несмотря на широкое применение модулей Пельтье в качестве ТЭГ они имеют ряд недостатков, прежде всего связанных с необходимостью поддерживать разность температур двух пар контактов, причем величина термоЭДС существенно зависит от величины разности температур. Величина термоЭДС на таких элементах составляет до 100 мВ с одного элемента (термопары), но высокие значения термоЭДС возникают только при высоком градиенте температур разных концов термопары. Данное обстоятельство существенно сужает практическое использование термоэлектрических преобразователей, основанных на эффекте Зеебека.Widespread thermoelectric generators are used to convert thermal energy into electrical Seebeck effect. The Seebeck effect was realized in the form of devices for direct conversion of thermal energy into electrical energy, the so-called Peltier elements. They are a collection of thermocouples connected in series. Peltier elements are very widely used as thermoelectric generators. Despite the widespread use of Peltier modules as TEGs, they have a number of disadvantages, primarily associated with the need to maintain the temperature difference between two pairs of contacts, and the value of the thermoEMF depends significantly on the value of the temperature difference. The value of thermoEMF on such elements is up to 100 mV from one element (thermocouple), but high values of thermoEMF appear only at a high temperature gradient of different ends of the thermocouple. This circumstance significantly narrows the practical use of thermoelectric converters based on the Seebeck effect.

Предлагаемый термоэлектрический генератор на основе термовольтаического эффекта в полупроводниковых структурах, имеет по сравнению с термоэлектрическими генераторами, принцип действия которых основан на эффекте Зеебека, следующие преимущества: для функционирования не требуется создание градиента температуры, а кроме того, генерируется более высокий уровень удельной термоЭДС.The proposed thermoelectric generator based on the thermovoltaic effect in semiconductor structures has, in comparison with thermoelectric generators, the principle of operation of which is based on the Seebeck effect, the following advantages: the creation of a temperature gradient is not required for operation, and in addition, a higher level of specific thermoEMF is generated.

Из уровня техники известен микротермоэлектрогенератор (RU №2130216, МПК H01L 35/18, опубликовано 10.05.1999), который выполнен на основе перекристализованной пленки n-InSb на слюдяной подложке, представляющий пленки n-InSb с низкоомными включениями двухфазной системы p-InSb+In. За счет этих включений ЭДС, вырабатываемая таким термогенераторном, составляла 12 мВ в области температур 100-340 К.A microthermoelectric generator is known from the prior art (RU No. 2130216, IPC H01L 35/18, published 10.05.1999), which is based on a recrystallized n-InSb film on a mica substrate, representing n-InSb films with low-resistance inclusions of a two-phase p-InSb + In system ... Due to these inclusions, the EMF generated by such a thermogenerator was 12 mV in the temperature range of 100-340 K.

Недостатками этого устройства можно назвать необходимость поддержания градиента температуры для генерации ЭДС, и низкие значения ЭДС.The disadvantages of this device include the need to maintain a temperature gradient to generate EMF, and low EMF values.

Известен термоэлектрогенератор (RU №2186439, МПК H01L 35/18, опубликовано 24.08.2000), изготовленный на основе полупроводниковой гетеротсруктуры n-InSb-SiO2-p-Si в виде подложки из окисленного кремния с перекристаллизованной пленкой n-InSb. За счет дислокаций несоответствия и значительной разности работ выхода контактирующих материалов возникает удельная термоЭДС 40-50 мВ/К в диапазоне температур 77-300 К.Known thermoelectric generator (RU No. 2186439, IPC H01L 35/18, published 08.24.2000), made on the basis of a semiconductor heterostructure n-InSb-SiO2-p-Si in the form of an oxidized silicon substrate with a recrystallized n-InSb film. Due to misfit dislocations and a significant difference in the work functions of the contacting materials, a specific thermoEMF of 40-50 mV / K arises in the temperature range of 77-300 K.

Общим признаком является генерация термоЭДС.A common feature is the generation of thermoEMF.

Недостатком данного устройства является необходимость поддержания разности температур на противоположных поверхностях пленки для генерации термоЭДС.The disadvantage of this device is the need to maintain the temperature difference on opposite surfaces of the film to generate thermoEMF.

Прототипом предлагаемого устройства выбран термоэлектрический генератор (RU №2303834, МПК H01L 37/00, опубликовано 27.07.2007), представляющий собой слой поликристаллического материала Sm1+xS, где 0<х≤0.17 с градиентом концентрации самария в направлении от одного токового электрода к другому.The prototype of the proposed device is a thermoelectric generator (RU # 2303834, IPC H01L 37/00, published on July 27, 2007), which is a layer of polycrystalline material Sm 1 + x S, where 0 <x≤0.17 with a samarium concentration gradient in the direction from one current electrode to another.

Основной недостаток этого устройства - невысокое значение вырабатываемого электрического напряжения (около 1 В).The main disadvantage of this device is the low value of the generated electric voltage (about 1 V).

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является создание устройства преобразующего тепловую энергию в электрическую, при этом не требующего градиента температуры для генерации термоЭДС и обладающего сравнительно высокими значениями вырабатываемой термоЭДС.The technical result of the proposed utility model is the creation of a device that converts thermal energy into electrical energy, while not requiring a temperature gradient for generating thermoEMF and having relatively high values of the generated thermoEMF.

Технический результат достигается тем что предполагаемый термоэлектрический преобразователь содержит N (N>2) количество условно одинаковых слоев поликристаллического самария с градиентом концентрации самария в направлении перпендикулярном плоскости токосъемных электродов. Концентрация Sm отдельно взятом слое Sm1+xS может изменяться как непрерывно, так и ступенчато. Изменение концентрации самария в каждом отдельном слое Sm1+xS удовлетворяет условию 0<х≤0.17. Слои поликристаллического сульфида самария с градиентом концентрации самария формируются в единый термовольтаический преобразователь таким образом, что та сторона, которая имеет меньшую концентрацию самария соединяется через напыляемый известными способами металлический слой со стороной слоя сульфида самария с большей концентрацией самария. Каждый слой сульфида самария наносится на металлическую поверхность. Для первого слоя металлической поверхностью, является либо металлическая подложка, либо напыленный на диэлектрическую подложку слой металла. Для последующих слоев сульфида самария металлической поверхностью является слой металла напыленный на предыдущий слой полупроводника. Токосъемными электродами являются металлический слой подложки и верхний напыленный металлический слой верхнего слоя сульфида самария.The technical result is achieved by the fact that the proposed thermoelectric converter contains N (N> 2) number of conditionally identical layers of polycrystalline samarium with a samarium concentration gradient in the direction perpendicular to the plane of the current-collecting electrodes. The Sm concentration in a single Sm 1 + x S layer can vary both continuously and stepwise. The change in the concentration of samarium in each individual layer Sm 1 + x S satisfies the condition 0 <x≤0.17. Layers of polycrystalline samarium sulfide with a gradient of samarium concentration are formed into a single thermovoltaic converter in such a way that the side with a lower samarium concentration is connected through a metal layer sprayed by known methods with the side of the samarium sulfide layer with a higher samarium concentration. Each layer of samarium sulfide is applied to the metal surface. For the first layer, the metal surface is either a metal substrate or a metal layer deposited on a dielectric substrate. For subsequent layers of samarium sulfide, the metal surface is a metal layer deposited on the previous semiconductor layer. The current collecting electrodes are the metal layer of the substrate and the upper deposited metal layer of the upper layer of samarium sulfide.

Отличительными признаками от прототипа является то, что полезная модель содержит N>2 слоев полупроводникового поликристаллического Sm1+xS, с градиентом концентрации Sm для формирования термоэлектрического элемента, что позволяет существенно повысить вырабатываемую термоЭДС.Distinctive features of the prototype are that the utility model contains N> 2 layers of semiconductor polycrystalline Sm 1 + x S, with a concentration gradient of Sm for forming a thermoelectric element, which can significantly increase the generated thermoEMF.

Наличие отличительных признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели условию патентоспособности «новизна».The presence of distinctive features allows us to conclude that the claimed utility model meets the “novelty” condition of patentability.

Достижение технического результата подтверждается возможностью получения многослойного термовольтаического преобразователя. Термовольтаический эффект в структурах сульфида самария с градиентом концентрации возникает из-за появления большого количества (1020-1021) донорных уровней с энергией около 45 мэВ. Что приводит, в свою очередь, к появлению градиента концентрации электронов, а, следовательно, и ЭДС. С ростом температуры электроны делокализуются

Figure 00000001
, что приводит к переходу Моттовского типа в локальных областях (Каминский В.В. и др., ФТТ, 2001, т. 43, вып. 6, с. 997-999). При массовом изменении валентности самария происходит скачкообразное изменение концентрации электронов в зоне проводимости, которые в свою очередь диффундируют из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией. Фазовый переход самария
Figure 00000002
сопровождается поглощением энергии, что охлаждает кристалл сульфида самария и позволяет поддерживать сложный импульсный процесс термовольтаического преобразования с помощью постоянного нагрева.The achievement of the technical result is confirmed by the possibility of obtaining a multilayer thermovoltaic converter. The thermovoltaic effect in the structures of samarium sulfide with a concentration gradient arises due to the appearance of a large number (10 20 -10 21 ) donor levels with an energy of about 45 meV. This, in turn, leads to the appearance of a gradient in the concentration of electrons, and, consequently, an EMF. With increasing temperature, electrons are delocalized
Figure 00000001
, which leads to a transition of the Mott type in local areas (Kaminskiy V.V. et al., FTT, 2001, vol. 43, issue 6, pp. 997-999). With a massive change in the valence of samarium, an abrupt change in the concentration of electrons in the conduction band occurs, which in turn diffuse from a region with a high concentration to a region with a low concentration. Samarium phase transition
Figure 00000002
accompanied by the absorption of energy, which cools the crystal of samarium sulfide and allows maintaining the complex pulse process of thermovoltaic conversion using constant heating.

Формирование слоя сульфида самария с градиентом концентрации самария выполняется известными способами, такими как: дискретное испарение в вакууме (В.В.Слуцкая, "Тонкие пленки в технике сверхвысоких частот", Советское радио, Москва, 1967, с. 16), (Гребинский С.И., Каминский В.В. и др., "Тензорезистивный эффект в тонких пленках монохалькогенидов самария", Деп. ЦНИИ "Электроника", 1983, №9201/84, с. 25); лазерное испарение (Богодельный A.M., Каминский В.В. и др., Тензорезисторы на основе лазерных конденсатов моносульфида самари ", Школа по актуальным вопросам физики и химии соединений на основе РЗЭ, тезисы доклада, АН СССР, Красноярск, 1989, с. 16-17); напыление из двух источников (Гребинский СИ., Каминский В.В. и др., "Тензорезистивный эффект в тонких пленках монохалькогенидов самария", Деп. ЦНИИ "Электроника", 1983, №9201/84, с. 25). Напыление токопроводящих слоев осуществляется также известными способами, например, резистивным, магнетронным напылением и др.The formation of a layer of samarium sulfide with a gradient of samarium concentration is carried out by known methods, such as: discrete evaporation in a vacuum (VV Slutskaya, "Thin films in microwave technology", Soviet radio, Moscow, 1967, p. 16), (Grebinsky C .I., Kaminskiy VV et al., "The tensoresistive effect in thin films of samarium monochalcogenides", Dep. TsNII "Electronics", 1983, No. 9201/84, p. 25); laser evaporation (Bogodelny AM, Kaminsky VV et al., Strain gages based on laser condensates of samarium monosulfide ", School on topical issues of physics and chemistry of compounds based on REE, abstracts, Academy of Sciences of the USSR, Krasnoyarsk, 1989, p. 16- 17); deposition from two sources (Grebinsky SI., Kaminskiy V.V. et al., "Tensoresistive effect in thin films of samarium monochalcogenides", Dep. TsNII "Electronics", 1983, No. 9201/84, p. 25). The deposition of conductive layers is also carried out by known methods, for example, resistive, magnetron sputtering, etc.

Авторами патента РФ №2303834 было установлено, что при напылении SmS известными способами возможно монотонное изменение концентрации Sm в напыляемом материале SmS, путем монотонного изменения температуры подложки в диапазоне 250-600°С.The authors of the RF patent No. 2303834 found that when SmS is sprayed by known methods, a monotonic change in the Sm concentration in the sprayed SmS material is possible by monotonically changing the substrate temperature in the range of 250-600 ° C.

Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1, представлено схематическое изображение термоэлектрическогоThe claimed utility model is illustrated by drawings, where figure 1 shows a schematic representation of a thermoelectric

преобразователя по п. 1 из N слоев, где: 1 - слой Sm1+xS, где 0<х≤0.17; 2 - первый токовый контакт (подложка); 3 - второй токовый контакт; 4 - металлический слой.the converter according to claim 1 of N layers, where: 1 - layer Sm 1 + x S, where 0 <x≤0.17; 2 - the first current contact (substrate); 3 - second current contact; 4 - metal layer.

На фиг. 2 представлено схематическое изображение термоэлектрического преобразователя по п. 2 из N слоев, где: 1 - слой Sm1+xS, где 0<х≤0.17; 2 - первый токовый контакт; 3 - второй токовый контакт; 4 - металлический слой; 5 - подложка.FIG. 2 shows a schematic representation of a thermoelectric converter according to claim 2 of N layers, where: 1 - layer Sm 1 + x S, where 0 <x≤0.17; 2 - the first current contact; 3 - second current contact; 4 - metal layer; 5 - substrate.

Заявляемое устройство работает следующим образом.The claimed device operates as follows.

Термоэлектрический преобразователь подключают к нагрузке и нагревают, при этом возникает термоЭДС. Величина термоЭДС измеряется путем подключения измерительного прибора к токовым контактам термоэлектрического преобразователя.The thermoelectric converter is connected to the load and heated, and a thermoEMF arises. The thermoEMF value is measured by connecting the measuring device to the current contacts of the thermoelectric converter.

Получение многослойного термовольтаического преобразователя на основе полупроводникового SmS возможно с использованием взрывного способа для получения пленок сульфида самария и магнетронного напыления для получения проводящих покрытий. В качестве проводящей подложки возможно использование никелевой подложки. На подлодку взрывным способом напыляется SmS с градиентам концентрации самария. Для этого в условиях высокого вакуума на разогретую свыше 2500°С лодочку высыпается порошок SmS. Формирование градиента Sm происходит благодаря монотонному изменению температуры подложки в процессе напыления. Диапазон изменения температуры находится в пределах от 250 до 600°С. Далее на полученном полупроводниковом слое методами магнетронного напыления формируется металлический слой. Напыление второго слоя SmS с градиентом примеси осуществляется на верхний никелевый токопроводящий слой с соблюдение режима температур, выбранного для первого слоя SmS, и так далее до получения требуемого количества слоев. Верхний токопроводящий слой является вторым токосъемным электродом.It is possible to obtain a multilayer thermovoltaic converter based on semiconductor SmS using an explosive method to obtain films of samarium sulfide and magnetron sputtering to obtain conductive coatings. A nickel substrate can be used as a conductive substrate. The submarine is explosively sprayed with SmS with gradients of samarium concentration. To do this, under high vacuum conditions, SmS powder is poured onto a boat heated above 2500 ° C. The Sm gradient is formed due to a monotonic change in the substrate temperature during deposition. The temperature range is within the limits from 250 to 600 ° С. Next, a metal layer is formed on the obtained semiconductor layer by magnetron sputtering methods. The deposition of the second SmS layer with an impurity gradient is carried out on the upper nickel conductive layer in compliance with the temperature regime chosen for the first SmS layer, and so on until the required number of layers is obtained. The upper conductive layer is the second collector electrode.

Пример №1.Example # 1.

На никелевую подложку, являющуюся первым токосъемным электродом, взрывным методом было нанесено 10 слоев поликристаллического сульфида самария с градиентом концентрации самария, разделенных металлическими (никелевыми) слоями. Процесс происходил при температуре разогреваемой лодочки 2700°С, условия вакуума 10-4 Па. Начало формирование каждого слоя SmS происходило при температуре подложки 300°С и заканчивалось при 500°С. Общая толщина изготовленного термовольтаического преобразователя, не считая толщины подложки составила 2,5 мкм.On a nickel substrate, which is the first current-collecting electrode, 10 layers of polycrystalline samarium sulfide with a samarium concentration gradient, separated by metal (nickel) layers, were applied by the explosive method. The process took place at a temperature of a heated boat of 2700 ° C, a vacuum of 10 -4 Pa. The formation of each SmS layer began at a substrate temperature of 300 ° C and ended at 500 ° C. The total thickness of the manufactured thermovoltaic converter, excluding the substrate thickness, was 2.5 μm.

Полученная структура схематически соответствует Фиг. 1.The resulting structure corresponds schematically to FIG. 1.

Толщина полученного образца измерялась методами атомно-силовой микроскопии на ACM Solver NT-MDT. Параметры термоЭДС измерялись путем медленного нагрева (2°С в минуту) термоэлектрического преобразователя в вакуумной среде 10-1 Па. Измерения термоЭДС проводились для температур 30 - 200°С. Присоединение проводников к полученному термоэлектрогенератору осуществлялось с помощью прижимных контактов к токосъемным контактам термоэлектрического элемента. Генерация ЭДС начиналась при Т=163°С и составляла 5,3 В.The thickness of the obtained sample was measured by atomic force microscopy on an ACM Solver NT-MDT. The thermoEMF parameters were measured by slow heating (2 ° C per minute) of a thermoelectric converter in a vacuum environment of 10 -1 Pa. The thermoEMF measurements were carried out for temperatures of 30 - 200 ° С. The connection of the conductors to the obtained thermoelectric generator was carried out using clamping contacts to the current-collecting contacts of the thermoelectric element. EMF generation began at T = 163 ° C and amounted to 5.3 V.

Пример №2.Example # 2.

На ситалловую подложку методами магнетронного напыления был нанесен никелевый слой, являющуюся первым токосъемным электродом. Далее взрывным методом было нанесено 6 слоев поликристаллического сульфида самария с градиентом концентрации самария, разделенных металлическими (никелевыми) слоями. Процесс происходил при температуре разогреваемой лодочки 2700°С, условия вакуума 10-4 Па. Начало формирование каждого слоя SmS происходило при температуре подложки 300°С и заканчивалось при 500°С. Общая толщина изготовленного термовольтаического преобразователя, не считая толщины подложки составила 1,6 мкм.A nickel layer, which is the first current-collecting electrode, was deposited onto the sitall substrate by magnetron sputtering. Next, the explosive method was applied to 6 layers of polycrystalline samarium sulfide with a gradient of samarium concentration, separated by metal (nickel) layers. The process took place at a temperature of a heated boat of 2700 ° C, a vacuum of 10 -4 Pa. The formation of each SmS layer began at a substrate temperature of 300 ° C and ended at 500 ° C. The total thickness of the manufactured thermovoltaic converter, excluding the substrate thickness, was 1.6 μm.

Полученная структура схематически соответствует Фиг. 2.The resulting structure corresponds schematically to FIG. 2.

Толщина полученного образца измерялась методами атомно-силовой микроскопии на ACM Solver NT-MDT. Параметры термоЭДС измерялись путем медленного нагрева (2°С в минуту) термоэлектрического преобразователя в вакуумной среде 10-1 Па. Измерения термоЭДС проводились для температур 30 - 200°С. Присоединение проводников к полученному термоэлектрогенератору осуществлялось с помощью прижимных контактов к токосъемным контактам термоэлектрического элемента. Генерация ЭДС начиналась при Т=160°С и составляла 3,2 В.The thickness of the obtained sample was measured by atomic force microscopy on an ACM Solver NT-MDT. The thermoEMF parameters were measured by slow heating (2 ° C per minute) of a thermoelectric converter in a vacuum environment of 10 -1 Pa. The thermoEMF measurements were carried out for temperatures of 30 - 200 ° С. The connection of the conductors to the obtained thermoelectric generator was carried out using clamping contacts to the current-collecting contacts of the thermoelectric element. EMF generation began at T = 160 ° C and amounted to 3.2 V.

Claims (2)

1. Термоэлектрический генератор, включающий поликристаллический слой полупроводникового материала на основе сульфида самария, с монотонно изменяющимся содержанием самария в направлении, перпендикулярном поверхности слоя, и токовые контакты, отличающийся тем, что, с целью повышения термогенерации суммарной термоЭДС, содержит N (N>2) условно одинаковых слоев поликристаллического сульфида самария с градиентом концентрации самария в направлении, перпендикулярном плоскости токосъемных электродов, причем слои поликристаллического сульфида самария с градиентом концентрации самария сформированы в единый термовольтаический преобразователь таким образом, что та сторона, которая имеет меньшую концентрацию самария, соединяется через напыляемый токовый контакт со стороной слоя сульфида самария с большей концентрацией самария. 1. A thermoelectric generator, including a polycrystalline layer of a semiconductor material based on samarium sulfide, with a monotonically varying samarium content in a direction perpendicular to the layer surface, and current contacts, characterized in that, in order to increase the thermal generation of the total thermoEMF, it contains N (N> 2) conventionally identical layers of polycrystalline samarium sulfide with a samarium concentration gradient in the direction perpendicular to the plane of the current-collecting electrodes, and the layers of polycrystalline samarium sulfide with a samarium concentration gradient are formed into a single thermovoltaic converter in such a way that the side with a lower samarium concentration is connected through a sprayed current contact with the side of the samarium sulfide layer with a higher concentration of samarium. 2. Термоэлектрический генератор по п. 1, отличающийся тем, что первый токосъемный слой напыляется на металлическую подложку. 2. Thermoelectric generator according to claim 1, characterized in that the first current-collecting layer is sprayed onto a metal substrate.
RU2020113529U 2020-04-15 2020-04-15 Thermoelectric generator RU199132U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020113529U RU199132U1 (en) 2020-04-15 2020-04-15 Thermoelectric generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020113529U RU199132U1 (en) 2020-04-15 2020-04-15 Thermoelectric generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU199132U1 true RU199132U1 (en) 2020-08-18

Family

ID=72086544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020113529U RU199132U1 (en) 2020-04-15 2020-04-15 Thermoelectric generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU199132U1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2303834C2 (en) * 2005-06-22 2007-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХНОПРОЕКТ" Thermoelectric generator (alternatives) and method for its manufacture
WO2008155406A2 (en) * 2007-06-21 2008-12-24 Avl List Gmbh Thermoelectric generator for converting thermal energy into electrical energy
RU2378742C1 (en) * 2008-11-17 2010-01-10 ГОУ ВПО "Вологодский государственный технический университет" (ВоГТУ) Device for generating direct current electrical energy
RU2548062C2 (en) * 2012-12-27 2015-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "СмС тензотерм Рус" Thermoelectric generator based on samarium sulphide alloyed by atoms of lanthanides family and method of its fabrication (versions)

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2303834C2 (en) * 2005-06-22 2007-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХНОПРОЕКТ" Thermoelectric generator (alternatives) and method for its manufacture
WO2008155406A2 (en) * 2007-06-21 2008-12-24 Avl List Gmbh Thermoelectric generator for converting thermal energy into electrical energy
RU2378742C1 (en) * 2008-11-17 2010-01-10 ГОУ ВПО "Вологодский государственный технический университет" (ВоГТУ) Device for generating direct current electrical energy
RU2548062C2 (en) * 2012-12-27 2015-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "СмС тензотерм Рус" Thermoelectric generator based on samarium sulphide alloyed by atoms of lanthanides family and method of its fabrication (versions)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10305014B2 (en) Methods and devices for controlling thermal conductivity and thermoelectric power of semiconductor nanowires
Jian et al. Characterization of the inhomogeneous barrier distribution in a Pt/(100) β-Ga2O3 Schottky diode via its temperature-dependent electrical properties
US7687705B2 (en) Efficient thermoelectric device
GB2097185A (en) Thermoelectric converter element
CN110095505A (en) A kind of method of Transition-metal dichalcogenide energy gap regulation
US20140224296A1 (en) Nanowire composite for thermoelectrics
Herner et al. Responsivity–resistance relationship in MIIM diodes
Becker et al. A thermoelectric generator concept using ap–n junction: experimental proof of principle
RU2303834C2 (en) Thermoelectric generator (alternatives) and method for its manufacture
RU199132U1 (en) Thermoelectric generator
Kim et al. Electrodeposition and thermoelectric characteristics of Bi 2 Te 3 and Sb 2 Te 3 films for thermopile sensor applications
Yoshino et al. Low-Dimensional organic conductors as thermoelectric materials
JP6785402B2 (en) Thermoelectric conversion element and its manufacturing method
Kadhim et al. Chalcogen-based thermoelectric power generation device using p-type Bi0. 4Sb1. 6Se2. 4Te0. 6 and n-type Bi2Se0. 6Te2. 4 prepared by solid-state microwave synthesis
Ning et al. Thermoelectric performance of high aspect ratio double-sided silicon nanowire arrays
Elahi et al. Studying Thermoelectric Power Behaviors of Bi 2 Te 3 Nanoparticles Prepared by Thermal Evaporation
CN104662669A (en) Rectifying element
Drozdov et al. Perspective metal-semiconductor-metal (Mo/p-CdTe/Mo) structure for switching elements
Ghasemi Investigating Flexible Microthermoelectric Generator Module for Ultra-Low-Power Medical System-On-A-Chip Application
Tomita et al. Evaluation of Multi-stage Unileg Si-nanowire Thermoelectric Generator with A Cavity-free Planar Device Architecture
Drozdov et al. Switching Effects from a High-Resistance State to a High Electrical Conductivity State in Mo/P-Cdte/Mo Structure
PL231201B1 (en) Thermoelectric cell based on the two-dimensional material that has laminar structure, favourably graphene, and method for producing such thermoelectric cell
KR102039721B1 (en) Thermoelectric current control device and manufacturing method thereof and thermoelectric current control system including the same
Trung et al. Flexible thermoelectric power generators based on electrochemical deposition process of BI 2 TE 3 and SB 2 TE 3
Somkhunthot et al. Thermoelectric module of p-type Ca-Co-O/n-type ZnO thin films