Title data
Wolff, Nadja:
Herstellung thermoelektrischer Generatoren mit Hilfe der neuartigen Aerosol-Depositions-Methode.
2016
(Master's,
2016
, Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl für Funktionsmaterialien)
Abstract in another language
Ziel der Arbeit war es, thermoelektrische Generatoren (TEG) mit Hilfe der Aerosol-Deposition-Methode (ADM) herzustellen und deren Leistungskennlinien zu bestimmen. Hierzu wurden das gängige thermoelektrische Material Bismuttellurid und das in der Forschung befindliche Hochtemperatur-Thermoelektrikum Kupfer-Eisen-Delafossit mit verschiedenen Dotierungen verwendet.
Es wurde der gesamte Prozess vom Design der Strukturen bis zum fertigen TEG durchgeführt. Dieser umfasste zunächst die Planung verschiedener Module im Uni-Leg-Design und die Umsetzung in entsprechende Masken für die Beschichtungsprozesse. Die thermoelektrischen Materialien wurden auf Glas mit der ADM abgeschieden und mit thermisch aufgedampften Kupferbahnen kontaktiert. In einem selbst entwickelten Messaufbau wurde mit Hilfe von Peltier-Elementen ein Temperaturunterschied von mindestens 100 °C an den TEG aufgebracht und es wurden die Leistungskennlinien gemessen. Um die Messwerte vergleichen zu können, wurden zusätzlich noch Spannung, Widerstand und Leistung der TEG aus Literaturwerten berechnet und mit dem FEA-Programm COMSOL Multiphysics simuliert.
Mit den Delafossit-Schichten konnten höhere Leerlaufspannungen von maximal 104 mV in einem einreihigen Design mit vier Thermoelementen erzielt werden, mit den Bismuttellurid-Schichten nur 63 mV im gleichen Design. Die zweireihigen Aufbauten brachten keine Vorteile gegenüber den einreihigen, da die abfallenden Spannungen zu gering waren.
Die maximale Leistung am Maximum-Power-Point wurde bei Bismuttellurid mit vier Thermoelementen erreicht und lag bei 2,7 µW. Bei den Delafossit-TEG lag die maximale Leistung bei allen einreihigen TEG im Bereich von und 0,014 µW, wobei zu beachten ist, dass die Messung bei 100 °C erfolgte und die Herstellung von Delafossit-TEG lediglich eine Machbarkeitsstudie darstellen sollte.
Further data
Item Type: | Master's, Magister, Diploma, or Admission thesis (Master's) |
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Institutions of the University: | Faculties > Faculty of Engineering Science Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Functional Materials > Chair Functional Materials - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ralf Moos Profile Fields > Advanced Fields > Advanced Materials Research Institutions > Research Centres > Bayreuth Center for Material Science and Engineering - BayMAT Faculties Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Functional Materials Profile Fields Profile Fields > Advanced Fields Research Institutions Research Institutions > Research Centres |
Result of work at the UBT: | Yes |
DDC Subjects: | 600 Technology, medicine, applied sciences > 620 Engineering |
Date Deposited: | 20 Feb 2017 10:48 |
Last Modified: | 21 Sep 2017 08:25 |
URI: | https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/36076 |