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Nanostructured silicon in a thermoelectric generator to reduce heat losses

Utilisation du silicium nanostructuré dans un générateur thermoélectrique pour la réduction des pertes thermiques


Katir Ziouche
Université de Lille

Ibrahim Bel-Hadj
Université de Lille

Zahia Bougrioua
Université de Lille



Published on 4 March 2020   DOI : 10.21494/ISTE.OP.2020.0493

Abstract

Résumé

Keywords

Mots-clés

In this paper, we present a planar thermoelectric microgenerator (μTEG) based on CMOS-compatible silicon technology to harvest all forms of thermal energy. These have made by using low cost, abundant and eco-friendly materials. The heat harvesting has performed with a silicon concentrator. The developed semi-3D configuration needs safety support called ‘boss’ to avoid the breaking up of the membranes. The objective of this work is to evaluate the improvement of these μTEGs performance resulting from the reduction of lateral heat losses by using selective anodizing of these bosses. The thermal modeling of μTEGs embedding porous silicon bosses shows an increase in output power up to 65%.

Dans cet article, nous présentons des microgénérateurs thermoélectriques (μTEG) planaires réalisés en technologie Silicium compatible CMOS, et destinés à la récupération de toute forme d’énergie thermique. Ceux-ci utilisent des matériaux faible coût, abondants et respectueux de l’environnement. La captation de la chaleur est effectuée à l’aide d’un concentrateur, en Silicium. La configuration « semi 3D » développée utilise des membranes suspendues et nécessite, pour éviter de les casser, la mise en oeuvre de structures de maintien, appelées bossages. L’objectif de ce travail est d’évaluer l’amélioration des performances de conversion des μTEG résultant de la réduction des pertes thermiques latérales suite à l’anodisation sélective de ces bossages. La simulation thermique de μTEGs intégrant de tels bossages en Si poreux montre que les puissances générées pourront être augmentées jusqu’à 65%.

energy microgenerator thermoelectric planar porous silicon modelling

énergie microgénérateur thermoélectrique planaire silicium poreux modélisation