| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2014년 가을 (11/27 ~ 11/28, 대전컨벤션센터) |
| 권호 | 20권 2호 |
| 발표분야 | C. 에너지/환경 재료(Energy and Environmental Materials) |
| 제목 | 마이크로 에너지 하베스팅용 cross-plane 열전박막소자의 형성공정 및 발전특성 |
| 초록 | 웨어러블 전자소자, MEMS 디바이스 및 포터블 전자소자의 전원으로 이용하기 위해 마이크로 에너지 하비스팅 기술에 대한 연구가 최근 활발히 진행되고 있다. 열전박막소자는 외부온도 대비 체온과 같은 작은 온도차에 의해서도 발전이 가능하며 파워밀도가 높을 뿐만 아니라 움직이는 기계적 부품이 없어 신뢰도가 높고 수명이 긴 장점이 있어 마이크로 에너지 하비스팅을 위한 가장 적합한 기술 중의 하나이다. 열전박막소자는 열흐름의 방향에 따라 열이 기판에 평행하게 흐르는 in-plane 소자와 열이 기판에 수직하게 흐르는 cross-plane 소자로 대별할 수 있다. 열과 전기가 기판에 수직한 방향으로 이동하는 cross-plane형 열전소자는 공정기술의 관점에서 수십 ㎛ 두께의 열전소자 leg를 형성하는데 장시간의 박막형성공정이 요구되며 상층부의 전기적 접속을 형성하기 어려우며 고온단과 저온단 사이에 온도기울기가 커서 큰 열응력이 인가되는 문제점이 있다. 그러나 고온단과 저온단 사이의 작은 온도차에 의해서도 큰 출력을 얻을 수 있으며, 효율이 높고 기판을 통한 기생 열전도가 없으며, 열전박막 레그의 길이가 짧아 내부저항이 작다는 장점이 있어 마이크로 열전발전소자로 적합하다. 본 연구에서는 전기도금법을 이용하여 242 쌍의 p형 Sb2Te3 열전박막 레그와 n형 Bi2Te3 열전박막 레그들로 구성된 cross-plane형 열전박막소자를 형성 후, 고온단과 저온단의 온도차에 따른 출력전압과 발전출력을 분석하였다. 감사의 글 본 연구는 한국연구재단의 일반연구자지원사업의 지원으로 수행되었습니다 (과제번호: 2014R1A1A2004630). |
| 저자 | 신광재1, 김재환1, 김동환2, 오태성1 |
| 소속 | 1홍익대, 2대구경북과학기술원 에너지연구부 |
| 키워드 | 열전재료; 열전박막; 에너지 하비스팅; 열전발전; 전기도금 |
