Pendahuluan
Untuk aplikasi termoelektrik, bahan yang berbeda seperti bismuth telluride, plumb telluride, dan skutterudite semakin banyak digunakan. Untuk penggunaan yang ekonomis, misalnya, pada mobil atau pembangkit listrik tenaga panas, diperlukan efisiensi sistem termoelektrik yang tinggi. Hal ini ditunjukkan dengan apa yang disebut sebagai nilai prestasi (ZT). Seiring dengan Koefisien SeebeckKoefisien Seebeck adalah rasio tegangan termoelektrik yang diinduksi terhadap perbedaan suhu antara dua titik pada konduktor listrik.koefisien Seebeck yang tinggi dan Konduktivitas Listrik (SBA)Konduktivitas listrik adalah properti fisik yang menunjukkan kemampuan material untuk memungkinkan pengangkutan muatan listrik.konduktivitas listrik yang tinggi, Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal yang rendah juga diperlukan. Tujuan dari investigasi ini adalah untuk mengurangi kontribusi fononik dan meningkatkan kontribusi elektronik dari Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal. Hal ini dapat, misalnya, direalisasikan dengan cara doping atau pembentukan kondisi struktural (hamburan fonon yang ditargetkan).
Eksperimental
Pengukuran Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal dilakukan dengan LFA 457 MicroFlash® (gambar 1) pada sampel berbentuk cakram dengan ketebalan 2 hingga 3 mm dan diameter 12,6 mm. Permukaan depan sampel dibuat sejajar.
Hasil dan Pembahasan
Ditunjukkan pada gambar 2 adalah Kapasitas Panas Spesifik (cp)Kapasitas panas adalah kuantitas fisik spesifik material, ditentukan oleh jumlah panas yang disuplai ke spesimen, dibagi dengan kenaikan suhu yang dihasilkan. Kapasitas panas spesifik terkait dengan satuan massa spesimen. kapasitas panas spesifik, Difusivitas TermalDifusivitas termal (a dengan satuan mm2 /s) adalah properti khusus material untuk mengkarakterisasi konduksi panas yang tidak stabil. Nilai ini menggambarkan seberapa cepat suatu bahan bereaksi terhadap perubahan suhu.difusivitas termal, dan Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal dari Bi0,5Sb1,5Te3 (P-38). Panas spesifik hanya menunjukkan sedikit peningkatan dengan meningkatnya suhu. Difusivitas TermalDifusivitas termal (a dengan satuan mm2 /s) adalah properti khusus material untuk mengkarakterisasi konduksi panas yang tidak stabil. Nilai ini menggambarkan seberapa cepat suatu bahan bereaksi terhadap perubahan suhu. Difusivitas termal menurun pada kisaran suhu rendah dengan meningkatnya suhu dan sangat meningkat pada suhu yang lebih tinggi. Pada suhu rendah, hal ini sesuai dengan perilaku konduktor fononik dengan ketergantungan 1/T yang terkenal [1]. Pada suhu yang lebih tinggi, kontribusi oleh elektron / lubang bebas yang semakin banyak terbentuk dalam bahan semikonduktor dengan meningkatnya suhu mendominasi. Konduktivitas termal mengikuti tren ini karena ketergantungan suhu yang rendah dari Kapasitas Panas Spesifik (cp)Kapasitas panas adalah kuantitas fisik spesifik material, ditentukan oleh jumlah panas yang disuplai ke spesimen, dibagi dengan kenaikan suhu yang dihasilkan. Kapasitas panas spesifik terkait dengan satuan massa spesimen. kapasitas panas spesifik.
Gambar 3 menunjukkan perbandingan Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal dari lapisan konduksi-p dan n-pada P-38 (Bi0,5Sb1,5Te3) dan N38 (Bi2Se0,2Te2,8). Pada suhu -150°C, Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal untuk kedua bahan kurang lebih sama. Hingga suhu kamar, penurunan Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal N-38 lebih rendah dibandingkan dengan P-38. Mungkin ada penurunan yang lebih kuat dalam kontribusi fononik Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal untuk P-38.
Peningkatan Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal pada suhu yang lebih tinggi kurang lebih sama untuk kedua bahan. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa jumlah kontribusi elektron/lubang adalah sama untuk kedua bahan. Pada kedua kasus, Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal yang relatif rendah ditentukan. Peningkatan yang kuat pada suhu yang lebih tinggi dapat merujuk pada Konduktivitas Listrik (SBA)Konduktivitas listrik adalah properti fisik yang menunjukkan kemampuan material untuk memungkinkan pengangkutan muatan listrik.konduktivitas listrik yang tinggi, dengan asumsi angka prestasi yang tinggi (ZT) untuk bahan-bahan ini.
Ringkasan
Sistem lampu kilat laser digunakan untuk menyelidiki sifat termofisik dari berbagai bahan termoelektrik. Dapat ditunjukkan bahwa metode laser flash sangat cocok untuk optimasi bahan termoelektrik (konduktivitas kisi yang rendah dan nilai ZT yang tinggi) dan penentuan langsung Difusivitas TermalDifusivitas termal (a dengan satuan mm2 /s) adalah properti khusus material untuk mengkarakterisasi konduksi panas yang tidak stabil. Nilai ini menggambarkan seberapa cepat suatu bahan bereaksi terhadap perubahan suhu.difusivitas termal, Kapasitas Panas Spesifik (cp)Kapasitas panas adalah kuantitas fisik spesifik material, ditentukan oleh jumlah panas yang disuplai ke spesimen, dibagi dengan kenaikan suhu yang dihasilkan. Kapasitas panas spesifik terkait dengan satuan massa spesimen. kapasitas panas spesifik dan konduktivitas termal. Dengan menggunakan LFA 457 MicroFlash®, kesimpulan mengenai struktur dan komposisi optimum bahan termoelektrik dapat ditarik.