Разработка конструкции и технологии изготовления микроэлектронного термоэлектрического генератора

Диссертация посвящена разработке конструкции и технологии изготовления микроэлектронного термоэлектрического генератора. В результате работы разработан термоэлектрический генератор для маломощных систем связи, реализована трехмерная оптимизационная модель устройства, проведены исследования по осаждению тонких пленок термоэлектриков. Синтезированы образцы термоэлектрических материалов с толщиной слоя 12 мкм, также были получены образцы с толщиной пленки порядка 20 мкм. Разработана методика построения трехмерных моделей термоэлектрических устройств, которая показала высокую эффективность при изготовлении термоэлектрических модулей различных конструкций и размеров. На основе многопараметрической оптимизации произведена оценка влияния геометрических параметров составляющих частей термоэлектрического генератора на выходные параметры устройства. Разработана методика расчета контактных сопротивлений при использовании разнообразных материалов в качестве контактных площадок. Изготовлен опытный образец термоэлектрического генератора с выходной мощностью 35 мВт при разнице температур 100 К. Данное значение позволяет использовать термоэлектрический генератор в качестве источника питания маломощных систем мониторинга состояния в составе с DC-DC преобразователями и накопителями энергии. Использование каскада таких термоэлектрических генераторов дает возможность применять их для питания систем с большим потреблением энергии. Предложенная методика разработки позволила получить выходные характеристики трехмерной модели, отличающиеся от изготовленного образца не более чем на 2%:, тем самым продемонстрировав ее актуальность и правильность для использования при проектировании микроэлектронных термоэлектрических генераторов.