Ingénierie des Matériaux et des Microgénérateurs Thermoélectriques
Résumé
Planar microthermoelectric generators are new energy sources for portable electronics. We have optimized their geometry by using an analytical and numerical model. The fabrication process of a generator using polycrystallin silicon as the active material is also presented. The access to the thermal conductivity is essential for the engineering of thermoelectric materials the microgenerators are made of. The potential of the 3omega and Völklein methods to measure the thermal conductivity of thin films is investigated experimentally and by numerical simulations. The heat transfer between microsystems and their environment is studied by the Völklein method. The figure of merit of polycristallin silicon layers has been improved by a factor of three but is still very low. The electrical properties of lead telluride-based multilayers offer good prospects for their integration in microsystems.
Les microgénérateurs thermoélectriques planaires sont de nouvelles sources d'énergie pour l'électronique portable. Nous avons optimisé leur géométrie à l'aide d'un modèle analytique et numérique. La fabrication d'un générateur utilisant comme matériau actif du silicium est également présentée. L'accès à la conductivité thermique est essentiel pour l'ingénierie des matériaux thermoélectriques utilisés dans ces microsystèmes. Le potentiel des méthodes 3omega et Völklein à mesurer cette grandeur sur des couches minces est étudié expérimentalement et par simulations numériques. Le transfert de chaleur entre les microsystèmes et leur environement est étudié par la méthode Völklein. Le facteur de mérite de couches de silicium polycristallin bien qu'améliorés par un facteur trois en diminuant la taille de grains reste faible. Les propriétés électriques de multicouches à base de PbTe ouvrent des perspectives intéressantes pour leur intégration dans les microsystèmes.
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