Details

Разработка гибких термоэлектрических генераторов - альтернативных источников энергии - с использованием технологии трафаретной печати является перспективным направлением. Для производства таких генераторов применяются низкотемпературные термоэлектрические материалы систем Bi-Te-Se и Bi-Te-Sb. Улучшить свойства толстопленочных образцов позволяет введение нанодисперсного высокопроводящего порошка оксида меди CuO. Однако термическая стабильность подобных материалов до сих пор практически не изучена. В работе исследованы термические свойства и стабильность толстых пленок на основе низкотемпературных термоэлектрических материалов систем Bi-Te-Se (n-тип) и Bi-Te-Sb (p-тип), легированных CuO. Определено, что толстопленочные образцы, содержащие 0,1 % добавки CuO, имеют наилучшие термоэлектрические характеристики. Показано, что в исследованном температурном диапазоне (от комнатной температуры до 550 К) образцы стабильны, отсутствуют ярко выраженные тепловые эффекты и изменения массы образцов. Кроме того, многократные измерения не приводят к разделению фаз или другим нежелательным процессам. Установлено, что толстые пленки на основе низкотемпературных термоэлектрических материалов систем Bi-Te-Se и Bi-Te-Sb, модифицированных добавками оксида меди, могут применяться для изготовления гибких термоэлектрических устройств.

The development of flexible thermoelectric generators - alternative energy sources - using screen printing technology is a promising direction. Currently, low-temperature thermoelectric materials based on Bi-Te-Se and Bi-Te-Sb are used for manufacturing of these generators. The introduction of nanodispersed highly conductive copper oxide CuO powder allows the improvement of thick-film samples’ characteristics. However, the thermal stability of such materials has not been studied to date. In this work, thermal properties and stability of thick films on the basis of Bi-Te-Se (n-type) and Bi-Te-Sb (p-type) doped with CuO are studied. It was determined that thick-film samples containing 0.1 % CuO as additive have the best thermoelectric characteristics. It was shown that in the investigated temperature range (from room temperature up to 550 K) they are stable, there are no strong thermal effects nor change in the mass of the samples. In addition, multiple measurements do not lead to phase separation or other undesirable processes. It has been established that thick films on the basis of Bi-Te-Sb and Bi-Te-Se low-temperature thermoelectric materials modified by copper oxide additives can be used for flexible thermoelectric devices manufacturing.