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Pohmann, Philipp:
Thermoelektrische Eigenschaften von mittels Pulveraerosoldeposition abgeschiedenen Sr- und Fe dotierten Calciumcobaltitschichten.
Bayreuth
,
2024
(
Bachelorarbeit,
2024
, Universität Bayreuth / Lehrstuhl Funktionsmaterialien)
Abstract
Aufgrund seiner inkommensurablen Kristallstruktur ist der oxidische p-Halbleiter Calciumcobaltit Ca3Co4O9 (CCO) ein vielversprechender thermoelektrischer Werkstoff. Für die ökonomische Anwendung in der Energieerzeugung in thermoelektrischen Generatoren bedarf es aber eines noch höheren Leistungsfaktors. Dies wurde zuvor bereits durch Dotierung und durch eine stark texturierte Mikrostruktur erreicht. In dieser Arbeit wurden diese Ansätze kombiniert und die Auswirkungen von Dotierung auf die Kristallstruktur, die Mikrostruktur und die thermoelektrischen Eigenschaften von CCO Schichten untersucht, mittels der Pulver Aerosol Depositionsmethode (PAD) gefertigt wurden. Dafür wurden undotiertes, Sr-dotiertes, Fe dotiertes und mit Fe und Sr doppelt dotiertes Calciumcobaltit über die Mischoxid-Route hergestellt und mittels PAD abgeschieden. Mithilfe von Rastelektronenmikroskopie und Röntgendiffraktometrie wurden die Morphologie und die Kristallstruktur der Pulver und der Schichten analysiert. Außerdem wurden der Seebeck-Koeffizient und die elektrische Leitfähigkeit bestimmt. Durch die Herstellung von thermoelektrischen Generatoren (TEG) und deren Charakterisierung wurde die Eignung der Materialien in TEG nachgewiesen. Es wurde festgestellt, dass durch Dotierung keine signifikanten Veränderungen in der Kristall- und Mikrostruktur der PAD-Schichten auftreten. Die einfache Dotierung mit Sr oder Fe führte dabei zu niedrigeren Werten sowohl für den Seebeck-Koeffizienten als auch für die elektrische Leitfähigkeit und den Leistungsfaktor im Vergleich zu undotiertem CCO. Im Gegensatz dazu verbesserte die doppelte Dotierung die thermoelektrischen Eigenschaften des Materials erheblich gegenüber undotiertem CCO. Zudem wurde der Einfluss einer Wärmebehandlung bei 900 °C auf die Schichten analysiert. Dabei zeigte das doppelt dotierte Material im Unterschied zu den anderen Materialien eine deutliche Erhöhung des Seebeck-Koeffizienten durch die Wärmebehandlung und keine Abnahme der elektrischen Leitfähigkeit bei 900 °C.
Weitere Angaben
| Publikationsform: | Bachelorarbeit |
|---|---|
| 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: | 05 Dec 2024 08:09 |
| Letzte Änderung: | 05 Dec 2024 08:09 |
| URI: | https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/91335 |