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Bi-Sb-Te基热电薄膜温差电池离子束溅射制备与表征

范平 蔡兆坤 郑壮豪 张东平 蔡兴民 陈天宝

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Bi-Sb-Te基热电薄膜温差电池离子束溅射制备与表征

范平, 蔡兆坤, 郑壮豪, 张东平, 蔡兴民, 陈天宝

Fabrication and characterization of Bi-Sb-Te based thin film thermoelectric generator prepared by ion beam sputtering deposition

Fan Ping, Cai Zhao-Kun, Zheng Zhuang-Hao, Zhang Dong-Ping, Cai Xing-Min, Chen Tian-Bao
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  • 本文采用离子束溅射Bi/Te和Sb/Te二元复合靶,直接制备n型Bi2Te3热电薄膜和p型Sb2Te3热电薄膜.在退火时间同为1 h的条件下,对所制备的Bi2Te3薄膜和Sb2Te3薄膜进行不同温度的退火处理,并对其热电性能进行表征.结果表明,在退火温度为150 ℃时,制备的n型Bi2Te3
    In this paper, N-type Bi2Te3 and p-type Sb2Te3 thermoelectric thin films are deposited by ion beam sputtering with Bi/Te and Sb/Te binary compound target. Sb2Te3 thin films and Bi2Te3 thin films are annealed at different annealing temperatures for 1 h and their thermoelectric properties are characterized. When the annealing temperature is 150 ℃, both the Seebeck coefficient and power factor of the Bi2Te3 thin films have maximal values of -148 μVK-1 and 0.893×10-3 Wm-1K-2 respectively. Sb2Te3 thermoelectric thin film has a seebeck coefficient of 117 μVK-1 and a maximal power factor of 0.797×10-3 Wm-1K-2 when the annealing temperature is 200 ℃. Therefore, Sb2Te3 thin films at the annealing temperature of 200 oC and Bi2Te3 thin films at the annealing temperature of 150 ℃ are selected to fabricate the single thin film thermoelectric generation. When the temperature difference between the cold side and the heat side is 50K, the output voltage of the single thin film thermoelectric generation is 15.26 mV and the maximal output power is 0.129 μW.
    • 基金项目: 深圳市南山区高等院校、科研机构研发项目(批准号: 南科院2009035)和深圳大学应用技术开发项目(批准号: 201059)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-11-23
  • 修回日期:  2010-12-25
  • 刊出日期:  2011-09-15

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