以金屬奈米粒子調變P型鎂矽錫熱電材料之研究及模組製作;Process Innovation and Module Development of P-type Mg2(Si,Sn) Thermoelectric Materials Modulated by Metal Nanoparticles

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題名:	以金屬奈米粒子調變P型鎂矽錫熱電材料之研究及模組製作;Process Innovation and Module Development of P-type Mg2(Si,Sn) Thermoelectric Materials Modulated by Metal Nanoparticles
作者:	范惠雯;Fan, Hui-Wen
貢獻者:	電機工程學系
關鍵詞:	鎂矽錫;熱電材料;熱電模組;熱電優值
日期:	2020-07-28
上傳時間:	2020-09-02 18:25:29 (UTC+8)
出版者:	國立中央大學
摘要:	近年來由於能源的需求被大幅提升，但同時能源枯竭以及氣候變遷的問題也越來越嚴重，因此發展可再生能源成為一個重要的議題，其中，使用熱電發電是近期被熱烈討論的一種再生能源。熱電材料可以藉由環境中的廢熱造成溫差產生電流，使電能與熱能可以直接互相轉換，此種發電方式不會產生噪音，不需要很大的空間，也不會排放碳汙染，因此是極具潛力的綠色能源。本文研究了P型Mg2(Si,Sn)熱電材料。我們的研究結果表明P型Mg2(Si,Sn)熱電材料的最佳製程參數是在800℃下燒結1小時，然後添加10％ Mg在400℃下退火48小時。 Seebeck係數達到312μV/ K，熱電優值（ZT）的峰值為0.185。將P型材料的最佳製程用於模組。製備了摻雜2at％ Bi和10at％ Mn5Si3的Mg_2 Si_0.4 Sn_0.6作為模組一的N型材料，摻雜10at% CeO2的In_2 O_3作為模組二的N型材料。兩個模組進行熱電性能的量測，最大輸出功率分別為1076.138 nW和234.95 nW。 ;In this thesis, P-type Mg2(Si,Sn) thermoelectric materials is investigated. Our research results show that best process parameters for the P-type Mg2(Si,Sn) thermoelectric materials were sintering at 800℃ for 1 hour and then 400℃ for 48 hours with 10% Mg additives. The Seebeck coefficient reached 312μV/K and a peak thermoelectric figure of merit (ZT) was 0.185. The P-type material was used for a module according to the best process. Module 1 by Mg_2 Si_0.4 Sn_0.6 doped with 2at% Bi and 10at% Mn5Si3 as N-type materials and module 2 by In_2 O_3 doped with 10at% CeO2 as the N-type material were fabricated. The thermoelectric performance was measured and the maximum output power of two modules is 1076.138 nW and 234.95 nW, respectively.
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