薄膜熱電模組中金屬電極界面反應對熱電性質影響之研究(2/3)

由於熱電模組轉換效率與材料理想效率出現落差，本計畫旨在研究薄膜熱電材料金屬電極與擴散阻障層之材料選擇，並評估模組前後對熱電性質影響，從材料界面角度探討其與熱電性質關係，建立有效模組效能評估模型。計畫將分三年，逐年針對三種常見熱電材料：低溫鉍碲(Bi2Te3)、中溫鉛碲(PbTe)與方鈷礦(Skutterudite, CoSb3)熱電材料分別進行，預計採用共濺鍍法製備精確化學比熱電薄膜。第一年計畫將探討低溫Bi2Te3薄膜與常用金屬墊層間界面反應，並比較空片與模組化試片，於長時間熱處理下微結構對熱電性質影響，同時評估不同金屬擴散阻障層對於Bi2Te3熱電模組帶來之必要性。計畫第二年針對中溫段熱電表現較佳之PbTe熱電薄膜，進行模組熱電性質影響分析。相較於低溫模組，溫度造成接面交互擴散與介金屬化合物生成將更顯著，因此將深入探討界面處微結構及熱電表現變化。第三年選用近年新興之中溫CoSb3，此材料具特殊方鈷礦結構且環境友善性佳，此年將以前兩年研究經驗出發，作為薄膜熱電模組之未來前瞻與可行性研究。本計畫希望從材料冶金性質、物理性質及機械性質等角度出發，了解界面特性對熱電模組所帶來之影響，從實驗數據建立有效評估數學模型，以改善未來薄膜熱電模組效率，期望能對現今各國高度重視能源議題提供重要資訊。