Details
| Title | Технология формирования гибкого термоэлектрического генератора методом трафаретной печати модифицированных суспензий на основе твердых растворов Bi[2]Te[3]-Bi[2]Se[3] и Bi[2]Te[3]-Sb[2]Te[3] = Technology for fabricating a flexible thermoelectric generator by screen printing of modified suspensions based on Bi[2]Te[3]-Bi[2]Se[3] and Bi[2]Te[3]-Sb[2]Te[3] solid solutions // Известия высших учебных заведений. Электроника. – 2025. – Т. 30, № 1. — С. 16-23 |
|---|---|
| Creators | Волощук И. А. ; Терехов Д. Ю. ; Штерн М. Ю. ; Шерченков А. А. |
| Imprint | 2025 |
| Collection | Общая коллекция |
| Subjects | Энергетика ; Электрический нагрев ; термоэлектрические материалы ; термоэлектрические генераторы ; гибкие генераторы ; трафаретная печать (энергетика) ; модифицированные суспензии ; твердые растворы ; термоЭДС ; thermoelectric materials ; thermoelectric generators ; flexible generators ; screen printing (energy) ; modified suspensions ; solid solutions ; thermopower |
| UDC | 621.36 |
| LBC | 31.292 |
| Document type | Article, report |
| Language | Russian |
| DOI | 10.24151/1561-5405-2025-30-1-16-23 |
| Rights | Доступ по паролю из сети Интернет (чтение) |
| Record key | RU\SPSTU\edoc\76905 |
| Record create date | 9/23/2025 |
Использование гибких термоэлектрических генераторов (ТЭГ) - перспективное решение проблемы энергоснабжения носимой электроники с автономным питанием. ТЭГ напрямую преобразовывают тепловую энергию в электрическую и обеспечивают плотный тепловой контакт с различными развитыми поверхностями. В работе представлена технология разработки и изготовления гибкого ТЭГ методом трафаретной печати из модифицированных суспензий. Для формирования ветвей n- и p-типа использованы суспензии на основе порошков термоэлектрических материалов Bi[2]Te[2,8]Se[0,2] и Bi[0,5]Sb[1,5]Te[3] соответственно, модифицирующей добавки нанопорошка оксида меди (0,1 масс. %) и водного щелочного раствора силиката натрия в качестве связующего. Разработанный ТЭГ включает в себя 12 пар ветвей n- и p-типа. В качестве гибкого основания использована силиконовая матрица размером 35x44x3 мм. Установлено, что модифицирование суспензий позволяет повысить плотность мощности, вырабатываемой разработанным гибким термоэлектрическим генератором, в 7,5 раз по сравнению с ТЭГ на основе ветвей из немодифицированных суспензий. Показано, что при низких температурах термоЭДС разработанных гибких ТЭГ соответствует термоЭДС ТЭГ, описанных в литературных источниках, и ТЭГ, изготовленных без применения добавок. В то же время при увеличении перепада температур на горячем и холодном спаях термоЭДС рассматриваемого ТЭГ значительно выше. Предложенная технология перспективна и может быть использована для формирования ветвей термоэлементов гибких ТЭГ.
Flexible thermoelectric generators (TEGs) are a promising solution to the problem of powering the self-powered wearable electronics. They directly convert thermal energy into electrical energy and provide close thermal contact with various developed surfaces. In this work, the developed technology for the development and fabrication of a flexible TEG by screen printing from modified suspensions is presented. For the formation of n - and p -type legs, suspensions based on powders of thermoelectric materials Bi[2]Te[2,8]Se[0,2] ( n-type) and Bi[0,5]Sb[1,5]Te[3] ( p-type), respectively, with a modifying additive of copper oxide nanopowder (0.1 wt. %) and an aqueous alkaline solution of sodium silicate as a binder were used. A silicone matrix with geometric parameters 35x44x3 mm was used as a flexible base. It has been established that the modification of suspensions makes it possible to increase the power density of the developed flexible thermoelectric generator by 7.5 times compared to TEGs based on legs in unmodified suspensions. It was demonstrated that at low temperatures the thermal emf of developed flexible TEG corresponds to the thermal emf of TEGs from the literature and of those manufactured without the use of additives. At the same time, with an increase in the temperature difference at the hot and cold junctions the thermal emf of TEG under consideration is significantly higher. Thus, the proposed technology is promising and can be used to form legs of thermoelements in flexible TEGs.
Access count: 36
Last 30 days: 11
