bei Google ScholarTitelangaben
Stephan, Rebekka:
Thermoelektrische und morphologische Eigenschaften von Calciumcobaltit-Schichten hergestellt mittels des Pulver-Aerosol-Depositionsverfahrens.
Bayreuth
,
2023
(Masterarbeit,
2023, Universität Bayreuth / Lehrstuhl Funktionsmaterialien)
Abstract
Thermoelektrische Materialien ermöglichen die nachhaltige Umwandlung von Abwärme in elektrische Energie, z. B. zum energieautarken Betrieb von Sensorsystemen. Die meist toxischen, in begrenzter Menge verfügbaren und teuren Ausgangskomponenten kommerziell erhältlicher Systeme wie Blei, Bismuth und Tellur weisen eine geringe Oxidationsbeständigkeit im Bereich höherer Temperaturen auf. Die Wissenschaft fokussiert sich daher auf die Entwicklung kostengünstigerer, unbegrenzt verfügbarer sowie langzeitstabiler Materialien. Ein vielversprechendes Material wird durch das oxidische Thermoelektrikum Calciumcobaltit (CCO) repräsentiert. Erste Studien zeigen das große Potential dichter, texturierter CCO-Schichten, welche mittels des Pulver-Aerosol-Depositionsverfahrens (PAD) hergestellt werden. Ziel dieser Arbeit ist die ausführliche thermoelektrische und morphologische Charakterisierung von CCO-PAD-Schichten zur Aufklärung der im Material ablaufenden Prozesse. Durch Röntgendiffraktometrie und Rasterelektronenmikroskopie wird eine parallel zur Substratoberfläche angeordnete Schichtstruktur (Texturierung) nachgewiesen. Zur Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit und des Seebeck-Koeffizienten werden zwei voneinander unabhängige Messmethoden genutzt. Die elektrische Leitfähigkeit parallel zur Substratoberfläche (in-plane) zeigt sich nach einer Wärmebehandlung der CCO-Schicht bei 900 °C als nahezu konstant zwischen Raumtemperatur und 900 °C. Der In-plane-Seebeck-Koeffizient und damit auch der Leistungsfaktor sowie die ZT-Zahl steigen mit zunehmender Prüftemperatur von 400 °C bis 900 °C. Ladungsträgerdichte und -mobilität bei Raumtemperatur sind vergleichbar mit Literaturwerten. Die Ermittlung der thermischen Leitfähigkeit erfolgt aufgrund der dünnen CCO-Schichten through-plane, d. h. senkrecht zur Substratoberfläche, und validiert die Vergleichswerte aus der Literatur. Die Ergebnisse bestätigen das bedeutende thermoelektrische Potential von CCO-PAD-Schichten und zeigen Ansätze für zukünftige Forschungsaktivitäten auf.
Weitere Angaben
| Publikationsform: | Master-, Magister-, Diplom- oder Zulassungsarbeit (Masterarbeit) |
|---|---|
| Institutionen der Universität: | Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Funktionsmaterialien > Lehrstuhl Funktionsmaterialien - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ralf Moos Profilfelder > Advanced Fields > Neue Materialien Forschungseinrichtungen > Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen > Bayreuther Materialzentrum - BayMAT |
| Titel an der UBT entstanden: | Ja |
| Themengebiete aus DDC: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften |
| Eingestellt am: | 26 Jul 2023 07:49 |
| Letzte Änderung: | 26 Jul 2023 07:49 |
| URI: | https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/86319 |