Polimēros iekapsulētas bismuta/antimona halkogenīdu un oglekļa nanocaurulīšu heterostruktūras pielietojumam lokanā termoelektriskā ģeneratorā

Abstract

Efektīvu lokanu termoelektriko ģeneratoru izveidē augoša uzmanība tiek pievērsta organisko polimēru un neorganisko pldvielu kompozītmateriāliem to attiecīgo pieejamības un veiktspējas dēļ. Šajā darbā tiek pielietota fizikālo tvaiku nogulsnēšanas metode, lai uz n-un p- vadāmības tipa MWCNT tīklojumiem attiecīgi uzsintezētu Bi2Se3 un Sb2Te3 struktūras ar MWCNT masas % intervālā no 2.5 - 97. Magnetopretestības mērījumi tika veikti vadāmības mehānismu noteikšanai. Iegūtās Sb2Te3/MWCNT un Bi2Se3/MWCNT heterostruktūras tika iekapsulētas PDMS un PVOH polimēros, lai iegūtu lokanus termoelementus, kuru Zēbeka koeficienti attiecīgi sasniedz 60 un -133 μV/K un Jaudas faktori sasniedz 10 un 14 μW/m∗K^2. Sb2Te3/MWCNT veidotie termoelementi tika pielietoti termoelektriska ģeneratora prototipa izveidē, kas spēja sasniegt jaudas blīvumu 76 nW/cm^2*K uz vienu termoelementu.

In the making of effective flexible thermoelectric generators, increasing attention is turned to organic polymer and inorganic filler compozites due to their respective accessibility and excelent performance. In this work physical vapor deposition method is used to deposit Bi2Se3 and Sb2T e3 onto p- and n-type MWCNT networks in the range from 2.5 - 97 MWCNT weight %. Magnetoresistance measurements were carried out to determine electrical transport mechanisms. Sb2Te3/MWCNT and Bi2Se3/MWCNT heterostructures were encapsulated with PDMS and PVA respectively, in order to obtain flexible thermoelectric films where Seebeck coefficient reaches 60 and -133 μV/K and power factor reaching 16 and 8 μW/m∗K^2. respectively. Sb2Te3/MWCNT thermoelements were used in a flexible thermoelectric generator prototype, that could reach power density of 76 nW/cm^2K per thermoelement