비스무스 텔루라이드 고용체 모듈의 열전발전기술

전문가 제언

○ TED(Tokyo Electron Device)사는 2012년 1월 말에 독일 Micropelt사의 열전변환재료를 이용한 에너지수확모듈을 생산한다고 발표하였으며 온도차를 전력으로 변환하는 재료와 모듈을 사용함으로써 전지가 필요 없는 무선통신 기능의 온도센서를 이용할 수 있다고 하였다. 마이크로펠트사의 열전변환 칩은 직경 150mm의 실리콘 웨이퍼 위에 다수의 열전변환소자를 하나의 칩으로 집적하여 제작한 것이다. 칩의 크기는 가로세로가 4.2, 3.3mm이고 그 위에 미세한 열전변환소자 약 300개가 20μm 간격으로 배열되어 있다.

 

○ 이것은 비스무스 텔루라이드(BiTe) 계통 화합물반도체를 Spattering으로 적층하고 리소그래피(Lithography) 등 반도체 제조기술을 응용하여 제작한 것이다. 지금까지 열전소자기술의 개발은 많이 진행되어 왔지만 이 정도로 많은 소자를 웨이퍼 위에 집적한 것은 Micropelt사가 처음이다. 열전변환모듈은 현재 벌크형(bulk) 소자 1개의 크기가 1변이 수mm이고 모듈 전체적으로 수cm 크기의 제품이 주류를 이루고 있다. 박막형 반도체의 모듈도 있지만 집적도가 낮고 출력전력이 낮다.

 

○ 오늘날 에너지 공급량의 약 2/3는 이용되지 못하고 환경 중에 방출된다. 그러한 배열 중 80% 이상은 200도 이하이며 또한 이동 배열환경에서 사용되는 경우가 많기 때문에 기존의 터빈 등 대규모 시설에서는 이용할 수 없다. 그러므로 열 회수와 발전을 위해서는 더욱 효율적이고 유연한 열전발전장치가 요구되고 있다.

 

○ 지금까지 플러스(+)형(p형) 열전재료에는 도전성 폴리머나 카본나노튜브 등이 제안되어 왔는데 마이너스(-)형(n형) 열전재료와 조합하여 이상적인 양극형 열전발전장치의 개발을 통해 고효율의 열전변환이 요구되고 있지만 유연한 마이너스 형의 열전변환재료는 아직까지 개발되지 않고 있다. 현재 우리나라에서도 열전발전재료에 대한 연구가 대학과 연구소에 많이 수행되고 있으며 비스무스 텔루라이드 계통의 우수한 재료 탐색이 계속되고 있다.

저자

Takeshi Kajihara

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

에너지

연도

2013

권(호)

92(5)

잡지명

日本エネルギ―學會誌

과학기술
표준분류

에너지

페이지

363~368

분석자

오*섭

분석물

• 비스무스 텔루라이드 고용체 모듈의 열전발전기술.pdf [306,433 byte]

이미지변환중입니다.