• 제목/요약/키워드: $(Bi, Sb)_2$$Te_3$

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$(Bi, Sb)_2 (Te, Se)_3$ 열전박막소자의 작동특성 (Performance of $(Bi, Sb)_2 (Te, Se)_3$ Thin Film Thermoelectric Modules)

  • 김일호;이동의
    • 한국진공학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.309-315
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    • 1994
  • 순간증착법으로 p형(Bi0.5Sb1.5Te3)과 n형(Bi2Te24Se0.6)열전박막을 제조하여 상온에서 Seebeck 계 수, 전기전도도 및 열전성능지수를 측정하였다. 또한 금속재 mask를 이용하여 다중접점 박막형 열전소 자를 제작하고 그 작동특성을 조사하였다. 이때 소자의 고온부와 저온부의 온도를 직접측정하기 위하여 copper/constantan 박막을 접점부에 증착하여 열전쌍이 되게 하였다. p/n 접점이 5쌍이 소자의 경우 Peltier 효과에 의해 생성된 최대온도차는 22K이었다.

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플라즈마 아크 방전법에 의한 Bi-Sb-Te 나노 열전분말 제조 (Synthesis of Bi-Sb-Te Thermoelectric Nanopowder by the Plasma Arc Discharge Process)

  • 이길근;이동열;하국현
    • 한국분말재료학회지
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    • 제15권5호
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    • pp.352-358
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    • 2008
  • The present study focused on the synthesis of a bismuth-antimony-tellurium-based thermoelectric nanopowders using plasma arc discharge process. The chemical composition, phase structure, particle size of the synthesized powders under various synthesis conditions were analyzed using XRF, XRD and SEM. The powders as synthesized were sintered by the plasma activated sintering. The thermoelectric properties of sintered body were analyzed by measuring Seebeck coefficient, specific electric resistivity and thermal conductivity. The chemical composition of the synthesized Bi-Sb-Te-based powders approached that of the raw material with an increasing DC current of the are plasma. The synthesized Bi-Sb-Te-based powder consist of a mixed phase structure of the $Bi_{0.5}Sb_{1.5}Te_{3}$, $Bi_{2}Te_{3}$ and $Sb_{2}Te_{3}$ phases. This powder has homogeneous mixing state of two different particles in an average particle size; about 100nm and about 500nm. The figure of merit of the sintered body of the synthesized 18.75 wt.%Bi-24.68 wt.%Sb-56.57 wt.%Te nanopowder showed higher value than one of the sintered body of the mechanically milled 12.64 wt.%Bi-29.47 wt.%Sb-57.89 wt.%Te powder.

Bi 농도에 따른 비정질 Sb-Bi-Te 박막의 특성 (Characterization of amorphous Sb-Bi-Te thin films as a function of Bi concentration)

  • 이재형;;이준신
    • 한국진공학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.28-34
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    • 2002
  • 진공 증착한 $Sb_{2-x}Bi_xTe_3$ 박막은 Bi 농도에 관계없이 비정질 형태로 성장되었고, XPS 분석 결과 증착 물질과 거의 유사한 조성을 가짐을 알 수 있었다. 또한 박막의 광학적, 전기적 특성을 설명하기 위해 여러 미세구조 파라미터들을 계산하였다. 한편, 박막 내 Bi 농도가 증가함에 따라 전기 비저항은 급격히 감소하였고, 특히 높은 Bi 농도(x=1.0)에서는 전도 특성이 p-type에서 n-type으로 변화되었다. 또한 $Sb_{2-x}Bi_xTe_3$ 박막의 굴절 지수 및 광학적 밴드 갭은 Bi 농도에 따라 증가하였다.

기계적 합금화 공정으로 제조한 Bi2Te3계 합금의 분말특성과 열전특성 (Powder Characteristics and Thermoelectric Properties of Bi2Te3 Alloys Fabricated by Mechanical Alloying Process)

  • 김부양;김희정;오태성;현도빈
    • 한국결정성장학회:학술대회논문집
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    • 한국결정성장학회 1996년도 제11차 KACG 학술발표회 Crystalline Particle Symposium (CPS)
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    • pp.311-352
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    • 1996
  • Peltier 효과를 이용한 열전소자는 열응담 감도가 좋고 선택적 냉각이 가능하며 무소음, 무진동 및 소형화의 장점으로 각종 전자부품의 국부냉각소자로 응용되고 있다. 또한 최근 냉매의 사용없이 냉각이 가능한 열전재료를 이용한 자동차나 가정용 에어컨 및 냉장고 등의 각종 냉방시스템의 개발도 크게 주목을 받고 있다. 기존의 Bi2Te3계 단결정 열전재료는 성능지수는 우수하나, 기계적 취약성에 기인하여 소자가공시 수율 저하가 가장 큰 문제점으로 지적되고 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 최근 단결정에 비해 기계적 강도가 우수한 다결정 열전재료의 제조공정에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 그 일환으로 기계적 합금화법을 이용한 열전재료의 제조공정이 연구되고 있다. 원료금속이 고 에너지 볼-밀 내에서의 연쇄적인 파괴와 압접에 의해 합금분말로 변화되는 기계적 합금화 공정은 상온공정으로 이를 사용하여 다결정 열전재료를 제조시 기존의 다결정 열전재료의 제조공정인 "용해 및 분쇄법'과 비교하여 제조단가를 낮출 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 전자냉각소자용 열전재료로서 상온부근에서 성능지수가 가장 우수한 p형 (Bi,Sb)2Te3 및 n형 Bi2(Te,Se)3 합금분말을 기계적 합금화 공정으로 제조하여 분말 특성을 분석하였으며, 가압소결 후 열전특성의 변화거동을 연구하였다. 순도 99.99% 이상인 Bi, Sb, Te, Se granule을 (Bi1-xSbx)2Te3 및 Bi2(Te1-ySey)3 조성에 맞게 칭량하여 불과 분말의 무게비 5:1로 강구와 함께 공구강 vial에 장입 후, Spex mixer/mill을 이용하여 기계적 합금화 하였다. 기계적 합금화 공정으로 제조한 분말에 대한 X-선 회절분석과 시차 열분석으로 합금화 정도를 분석하였다. (Bi1-xSbx)2Te3 및 Bi2(Te1-ySey)3 합금분말을 10-5 torr의 진공중에서 300℃∼550℃의 온도로 30분간 가압소결하였다. 가압소결체의 파단면에서의 미세구조를 주사전자현미경으로 관찰하였으며, 상온에서 가압소결체의 열전특성을 측정하였다. (Bi1-xSbx)2Te3의 기계적 합금화에 요구되는 공정시간은 Sb2Te3 함량에 따라 증가하여 x=0.5 조성에서는 4 시간 45분, x=0.75 조성에서는 5 시간, x=1 조성에서는 6 시간 45분의 vibro 밀링이 요구되었다. n형 Bi2(Te1-ySey)3 합금분말의 제조에 요구되는 밀링시간 역시 Bi2Se3 함량 증가에 따라 증가하였으며 Bi2(Te0.95Se0.05)3 합금분말의 제조에는 2시간, Bi2(Te0.9Se0.1)3 및 Bi2(Te0.85Se0.15)3 합금분말의 형성에는 3시간의 bivro 밀링이 요구되었다. 기계적 합금화로 제조한 p형 (Bi0.2Sb0.8)2Te3 및 n형 Bi2(Te0.9Se0.1)3 가압 소결체는 각기 2.9x10-3/K 및 2.1x10-3/K 의 우수한 성능지수를 나타내었다.

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$\textrm{SbI}_{3}$를 첨가한 85% $\textrm{Bi}_{2}\textrm{Te}_{3}$-15% $\textrm{Bi}_{2}\textrm{Se}_{3}$ 열반도체의 전기적 특성과 열전 특성 (Electrical and Thermoelectric Properties of $\textrm{SbI}_{3}$-doped 85% $\textrm{Bi}_{2}\textrm{Te}_{3}$-15% $\textrm{Bi}_{2}\textrm{Se}_{3}$ Thermoelectric Semiconductor)

  • 현도빈;황종승;오태성;유병철;황창원
    • 한국재료학회지
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    • 제8권5호
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    • pp.413-418
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    • 1998
  • Electrical and Thermoelectric Properties of$ SbI_{3}$-doped 85% 85% $BiTe_{2}$$Se_{3}$ 단결정에서 전하 이동에 대한 살란인자는 0.1이었으며, 전자이동도와 정공이동도의 비($\mu_{e}$ /$\mu_{h}$ )는 1.45이었다. $SbI_{3}$의 첨가량이 증가할수록 전자 농도의 증가로 Seebek 계수와 전기비저항이 감소하며, Seebeck 계수와 전기비저항이 최대값을 나타내는 온도가 고온으로 이동하였다. $SbI_{3}$를 첨가한 85%$Bi_{2}$$Te_{3}$단결정에서 성능지수의 최대값은 $SbI_{3}$를 0.1 wt%첨가한 조성에서 $2.0 x 10^{-3}$ K이었다.

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Investigation of Low-Cost, Simple Recycling Process of Waste Thermoelectric Modules Using Chemical Reduction

  • Kim, Woo-Byoung
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제34권7호
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    • pp.2167-2170
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    • 2013
  • A low-cost and simple recycling process of waste thermoelectric modules has been investigated using chemical reduction methods. The recycling is separated by two processes, such as dissolving and reduction. When the waste thermoelectric chips are immersed into a high concentration of $HNO_3$ aqueous solution at $100^{\circ}C$, oxide powders, e.g., $TeO_2$ and $Sb_2O_3$, are precipitated in the $Bi^{3+}$ and $HTeO{_2}^+$ ions contained solution. By employing a reduction process with the ions contained solutions, $Bi_2Te_3$ nanoparticles are successfully synthesized. Due to high reduction potential of $HTeO{_2}^+$ to Te, Te elements are initially formed and subsequently $Bi_2Te_3$ nanoparticles are formed. The average particle size of $Bi_2Te_3$ was calculated to be 25 nm with homogeneous size distribution. On the other hand, when the precipitated powders reduced by hydrazine, $Sb_2O_3$ and Te nanoparticles are synthesized because of higher reduction potentials of $TeO_2$ to Te. After the washing step, the $Sb_2O_3$ are clearly removed, results in Te nanoparticles.