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日本科学家开发大型柔性热电发电机

国际电力网  来源:每日科学  作者:于琳娜/译  日期:2019-01-03
  由日本大阪大学领导的研究小组开发了一种廉价的大型柔性热电发电机(FlexTEG)模块,该模块具有高的机械可靠性,可用于高效率的发电。小组的研究结果发表在《先进材料技术》杂志上。
 
  通过改变模块两侧的顶部电极方向和使用半导体芯片的高密度封装,FlexTEG在任何单轴方向上具有更大的灵活性,这提高了从弯曲热源回收余热、废热转换电能的效率,增强了模块的机械可靠性,因为较小的机械应力被施加在模块中的半导体芯片上。
 
  热电转换是将低温(150摄氏度或更低)的废热转换为电能的最合适技术之一,这导致了TEG模块发电系统的发展。然而,由于能够在100~150摄氏度范围内工作的热电发电模块封装技术尚未建立,因此在该范围的热电发电技术尚未得到实际应用。此外,由于在室温下发电模块的生产成本很高,因此该技术的应用被限定在特定领域。
 
  通过在柔性衬底上以高封装密度安装小型热电(TE)半导体芯片,研究人员实现了芯片与柔性衬底之间的电接触可靠、稳定的粘合,实现了废热的有效回收(热电转换)。在传统的非柔性热电转换模块中,两侧的顶部电极垂直于另一侧的顶部电极,因此模块的曲率受到限制。然而,在这个FlexTEG模块中,所有顶部电极被并联集成,在任何单轴方向上弯曲时都可以提供灵活性,减少了芯片上的机械应力,提高了模块机械(物理)可靠性。
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