Dr. Reinhard Roth erhält den Nachwuchspreis 2014 der DTG
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Quelle: DTG.
Das Foto rechts zeigt die Preisübergabe an Herrn Dr. Roth (Mitte) von Herrn Prof. Dr. Eckhard Müller (Links, DLR) und Herrn Dr. Joachim Nurnus (Rechts, Micropelt).
Die Arbeit von Dr. Reinhard Roth befasst sich mit der Untersuchung der Wärme Zu- und Abfuhr für mikrothermoelektrische Energiewandler durch optimale fluidische Anbindung mit Mikrokanälen und der Entwicklung eines mikrotechnisch hergestellten thermoelektrischen Generators (µTEG). Dadurch lassen sich ortsaufgelöst die Temperaturen entweder direkt in den Mikrokanälen oder an der Unterseite bestimmen. Hiermit lassen sich Korrelationen herstellen, welche den Wärmeübergang aller untersuchter Strukturen zusammenfassend wiedergeben.
Zusätzlich hat Herr Dr. Roth einen neuartigen Fabrikationsprozess für crossplane μTEGs entwickelt. Mittels eines auf zwei Lagen Photoresist basierenden Prozesses können zwei verschieden Materialien nacheinander elektrochemisch abgeschieden werden. Bi2Te3 wird als n-Typ Material verwendet, während Cu und SbxTey als p-Typ Material Anwendung finden. Letzteres konnte bei gleichzeitig guter Morphologie mit Schichtdicken bis zu 100 μm abgeschieden. Dieser Wert ist fünfmal so groß wie die bisher in der Literatur berichteten maximalen Dicken. Der obere elektrische Kontakt zwischen den Thermobeinen wird mittels eines neuartigen Reflow Flip-Chip Lötverfahrens hergestellt.
Ein optimierter Generator mit getempertem Bi2Te3/Cu konnte eine Ausgangsleistung von 137 μW bei einer am μTEG anliegenden Temperaturdifferenz von 10K erzeugen. Maximal können bei einer anliegenden
Temperaturdifferenz von 38 K eine Leistung von 2338 μW erreicht werden, was einem auf die Fläche bezogenen Leistungsfaktor von 1.63 μW/(cm·cm ·K·K) entspricht. Bei gleichen am μTEG anliegenden Temperaturdifferenzen konnte eine Leistung erreicht werden, die mehr als 50% über bisher berichteten Werten für andere μTEGs mit elektrochemische abgeschiedenen Materialien liegt.
Kontakt:
Dr. Michael Kröner
Tel.: 0761 203 7584
Fax: 0761 203 7492
E-Mail: Michael.Kroener(at)imtek.uni-freiburg.de
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