| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2010년 가을 (11/11 ~ 11/12, 무주리조트) |
| 권호 | 16권 2호 |
| 발표분야 | C. Energy and the Environment Technology(에너지 및 환경재료) |
| 제목 | 에너지 하베스팅을 위한 박막형 열전소자 |
| 초록 | 열전소자는 태양열, 지열, 해수열, 온천열, 산업폐열, 가정폐열, 체온 등 다양한 열원을 이용하여 전기에너지를 만들 수 있으며, 소형, 경량, 무소음, 무진동, 청정, 고내구성 등의 장점이 있어서 최근 청정에너지의 한 가지 대안으로서 주목 받고 있다. 특히 열전박막을 이용하여 소형화와 경량화가 가능한 박막형 열전소자는 휴대형 전자제품, 무선센서, 유연전자제품, 바이오소자, MEMS 등의 전원으로 적용하려는 연구들이 많이 진행되고 있다. 박막형 열전소자는 상하 기판사이에 N 형 및 P 형 열전요소와 전극으로 구성되어 전기적으로는 직렬로 연결되고 열적으로는 병렬로 연결되어 있다. 본 연구에서는 박막형 열전소자에 적용할 Bi-Te (N형)와 Bi-Sb-Te (P형) 열전박막을 Co-sputtering에 의해 개발하였다. RF 파워를 조절하여 열전박막의 조성비를 제어하였으며, 균일한 박막을 제조하기 위해 기판을 60 rpm 으로 회전하면서 증착하였다. 증착압력, 증착온도, 열처리에 따른 열전박막을 평가하여 최적의 증착조건을 확보하였다. 열전박막의 성능을 평가하기 위하여 FE-SEM을 이용하여 표면형상을 관찰하였고, X-ray diffraction으로 결정구조를 확인하였으며, 전기특성과 제벡계수(Seebeck coefficient)를 측정하였다. 박막형 열전소자의 제작은 MEMS 공정을 이용하였다. 실리콘 기판 위에 전극을 형성하고, 쉐도우 마스크를 이용하여 열전박막을 패터닝하였다. 쉐도우 마스크를 실리콘 기판과 정렬하기 위하여 전용얼라이너 (Aligner)를 제작하여 사용하였다. 제작된 박막형 열전소자의 성능은 온도와 전류를 실시간으로 측정할 수 있는 전용 성능평가장치를 제작하여 평가하였다. |
| 저자 | 한승우, 이광은, 박현성, 이희정 |
| 소속 | 한국기계(연) |
| 키워드 | 박막형 열전소자; Bi-Te 열전박막; Bi-Sb-Te 열전박막; co-sputtering; MEMS 공정 |
