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http://inaoe.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1009/838| Materiales termoeléctricos de alto ZT en base de Si y sus aleaciones con Ge | |
| ISRAEL EMMANUEL ZAPATA DE SANTIAGO | |
| ALFONSO TORRES JACOME | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| Thermoelectricity Amorphous materials Nanostructured materials Characterization methods | |
| Energy consumption grows increasingly as technology progresses. Currently, the energy
comes mainly from fossil fuels, but its high level of pollution has led science to develop
alternative energy sources, seeking efficiency and low economic and environmental cost.
One way to reduce this energy consumption is by recycling, such as transforming heat
energy into electrical energy.
Processes in which the main source of energy is based on burning fuel, machinery and
electrical and electronic devices where heat is residual energy and devices with high
operation temperatures can improve its energy efficiency by capturing residual heat and
converting it into useful electrical energy, a process called "thermoelectric conversion";
This is where the application of devices such as thermoelectric generators (TEG´s) comes
into play.
Most thermoelectric materials used in TEGs are based on Te and rare earths. Tellurium is
the ninth of the rarest elements on earth and it's predicted it would disappear in 2020
with current use; this is why it's important to find cheap thermoelectric materials with
high efficiency and Te free. That is why the use of a cheap and abundant material is
proposed: silicon in form of nanostructured amorphous silicon and its alloys with H, Ge
and Ar, deposited by PECVD: a versatile technique that allows us to adjust the properties
of the materials obtained, depending on deposit conditions such as temperature,
pressure, gas flux and gas ratio.
The resulting material has been electrically characterized; its nanostructures have
improved its conductivity by five orders of magnitude, working at temperatures as high as
250°C. Due to the difficulty of obtaining the thermal and thermoelectric properties of a
thin film the TERM-PRU-MA1 microchip was designed, containing structures that allow us
to characterize a thermoelectric material thin film. El consumo de energía crece cada vez más a medida que la tecnología progresa. Actualmente, la energía proviene principalmente de combustibles fósiles, pero debido a su alto nivel de contaminación se ha llevado a la ciencia a desarrollar fuentes alternas de energía, buscando eficiencia y bajo costo económico y ambiental. Una forma de disminuir el consumo energético es mediante el reciclaje de energía, como es el caso de transformar energía en forma de calor en energía eléctrica. Los procesos en los que la fuente de energía principal está basada en la quema de combustibles, las máquinas y dispositivos eléctricos y electrónicos donde el calor es energía residual y los dispositivos que requieren de altas temperaturas para su funcionamiento pueden tener mayor eficiencia energética mediante la captación de calor residual y su conversión en energía eléctrica útil, llamada “conversión termoeléctrica”; aquí es donde la aplicación de dispositivos como generadores termoeléctricos (TEGs) entra en juego. La mayoría de los materiales termoeléctricos utilizados para el desarrollo de TEGs se basan en Te y tierras raras. El Telurio es el noveno elemento más raro en la tierra y su predicción de agotamiento está previsto para 2020 con el uso actual, por lo que es clave para la termoeléctrica encontrar materiales libres de Te que sean baratos y de alta eficiencia. Es por esto que se propone el uso de un material barato y abundante como lo es el Silicio en forma de Silicio amorfo nano estructurado y aleaciones con H, Ge y Ar depositado mediante PECVD: una técnica muy versátil que permite, en función de las condiciones de depósito, ajustar las propiedades de los materiales obtenidos. Debido a la dificultad de obtener las propiedades térmicas y termoeléctricas de una película delgada, se diseñó el microchip TERM-PRU-MA1 que contiene estructuras que nos permiten caracterizar de forma rápida una película delgada de material termoeléctrico. | |
| Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica | |
| 2016-11 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Estudiantes Investigadores Público en general | |
| Zapata-DeSantiago I.E. | |
| ELECTRÓNICA | |
| Versión aceptada | |
| acceptedVersion - Versión aceptada | |
| Aparece en las colecciones: | Maestría en Electrónica |
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