Thermoelektrische Dünnschicht-Generatoren. Energieautarke Versorgung für Kleinleistungsverbraucher Thin Film Thermoelectric Generators. Autonomous Power Supply for Low-Power Devices
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Joachim Nurnus
Zusammenfassung
Thermoelektrische Bauteile zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Verlustwärme lassen sich mittels Halbleitertechnologien extrem miniaturiesieren. Mithilfe eines waferbasierten, MEMS-ähnlichen Herstellungsprozesses können Bauteile mit Gesamtdicken zwischen 0,5 mm und 1 mm sowie Grundflächen von weniger als 1 mm2 bis zu 25 mm2 hergestellt werden. Die Herstellung der Bauteile erfolgt auf Standard-Halbleiterequipment. Daher sind von anderen chipbasierten Produkten bekannte Expansionsszenarien und die daraus resultierenden Skaleneffekte bei großen Stückzahlen (“economy-of-scale”) auch auf diese Bauteile anwendbar. Dass aufgrund der verwendeten Dünnschicht-Technologie zusätzlich ca. 1000 Mal weniger thermoelektrisches Material als bei konventionellen Modulen benötigt wird, ist ein weiterer Garant für langfristig kostengünstige Bauteile. In diesem Artikel wird neben dem Herstellverfahren für Micropelt-Thermogeneratoren auch deren Einsatz in thermischen Harvesting-Modulen anhand des Evaluationsmoduls TE-Power NODE beschrieben.
Abstract
Thermoelectric power generation devices can extremely be miniaturized by means of semiconductor technologies. A patented silicon wafer based MEMS-like production process provides devices with a total thickness in the range of 0.5 mm to 1 mm and a footprint from less than 1 mm2 to 25 mm2. The fabrication process is based on standard semiconductor equipment and processes. Therefore, ramp-up schemes and economies-of-scale close to those of common chip devices apply to Micropelt products.
© by Oldenbourg Wissenschaftsverlag, München, Germany
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