Thermoelektrik

Otego - TEGs

Thermoelektrische Generatoren (TEGs) können aufgrund von neusten Entwicklungen in der Materialforschung und neuartigen Architekturen gedruckt hergestellt werden. Mit der Verwendung von thermoelektrischen Tinten aus organischen Halbleitern oder Nanokompositen können TEGs in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren kostengünstig massenproduziert werden. Die Effizienz, mit der ein TEG thermische Energie in elektrische Energie umwandeln kann, ist maßgeblich vom Seebeck-Koeffizienten, der elektrischen Leitfähigkeit und der thermischen Leitfähigkeit der gedruckten Schichten ab. Basierend auf den langjährigen Erfahrungen des Lichttechnischen Institut (LTI) im Bereich von organischen Halbleitern und gedruckter Elektronik wurden die Forschungsaktivitäten in Richtung gedruckter Thermoelektrik erweitert. 
Schlüsseltechnologie hierbei ist die Entwicklung neuartiger druckbarer Materialien mit einer hohen thermoelektrischen Effizienz. Durch die Skalierbarkeit des Herstellungsprozesses, ist es unter anderem möglich großflächige TEGs herzustellen, die die Nutzung von Abwärme im größeren Maßstab ermöglicht.
Die Arbeitsgruppe Thermoelektrik forscht in diesem Rahmen an neuartigen thermoelektrischen Materialien, TEG-Bauteil Architekturen sowie and integrierten TEG-Systemen. Design und Simulation der thermoelektrischen Komponenten stehen hierbei im Fokus der Gruppe.

Publikationen


2023
Optimizing printed thermoelectric generators with geometry and processibility limitations
Rösch, A. G.; Franke, L.; Mallick, M. M.; Lemmer, U.
2023. Energy Conversion and Management, 279, Art.-Nr.: 116776. doi:10.1016/j.enconman.2023.116776
High‐Sensitivity Flexible Thermocouple Sensor Arrays Via Printing and Photonic Curing
Mallick, M. M.; Franke, L.; Rösch, A. G.; Hussein, M.; Long, Z.; Eggeler, Y. M.; Lemmer, U.
2023. Advanced Functional Materials, Art.-Nr.: 2301681. doi:10.1002/adfm.202301681
2022
Inorganic‐based printed thermoelectric materials and devices
Sarbajna, A.; Rösch, A. G.; Franke, L.; Lemmer, U.; Mallick, M. M.
2022. Advanced Engineering Materials, 25 (2), Art.Nr. 2200980. doi:10.1002/adem.202200980
Photonic Curing Enables Ultrarapid Processing of Highly Conducting β-CuSe Printed Thermoelectric Films in Less Than 10 ms
Mallick, M. M.; Franke, L.; Rösch, A. G.; Geßwein, H.; Eggeler, Y. M.; Lemmer, U.
2022. ACS Omega, 7 (12), 10695–10700. doi:10.1021/acsomega.2c00412
Ultra-flexible β-Cu2-δSe-based p-type printed thermoelectric films
Mallick, M. M.; Sarbajna, A.; Rösch, A. G.; Franke, L.; Geßwein, H.; Eggeler, Y. M.; Lemmer, U.
2022. Applied materials today, 26, Art.Nr. 101269. doi:10.1016/j.apmt.2021.101269
High Figure‐of‐Merit Telluride‐Based Flexible Thermoelectric Films through Interfacial Modification via Millisecond Photonic‐Curing for Fully Printed Thermoelectric Generators
Mallick, M. M.; Franke, L.; Rösch, A. G.; Geßwein, H.; Long, Z.; Eggeler, Y. M.; Lemmer, U.
2022. Advanced Science, 9 (31), Art.Nr.: 2202411. doi:10.1002/advs.202202411
2021
Realizing High Thermoelectric Performance of Bi-Sb-Te-Based Printed Films through Grain Interface Modification by an In Situ-Grown β-Cu2-δSe Phase
Mallick, M. M.; Franke, L.; Rösch, A. G.; Ahmad, S.; Geßwein, H.; Eggeler, Y. M.; Rohde, M.; Lemmer, U.
2021. ACS applied materials & interfaces, 13 (51), 61386–61395. doi:10.1021/acsami.1c13526
Fully printed origami thermoelectric generators for energy-harvesting
Rösch, A. G.; Gall, A.; Aslan, S.; Hecht, M.; Franke, L.; Mallick, M. M.; Penth, L.; Bahro, D.; Friderich, D.; Lemmer, U.
2021. npj flexible electronics, 5 (1), Article: 1. doi:10.1038/s41528-020-00098-1
Improved Electrical, Thermal, and Thermoelectric Properties Through Sample‐to‐Sample Fluctuations in Near‐Percolation Threshold Composite Materials
Rösch, A. G.; Giunta, F.; Mallick, M. M.; Franke, L.; Gall, A.; Aghassi-Hagmann, J.; Schmalian, J.; Lemmer, U.
2021. Advanced theory and simulations, 4 (6), Art.-Nr.: 2000284. doi:10.1002/adts.202000284
Shape-Versatile 3D Thermoelectric Generators by Additive Manufacturing
Mallick, M. M.; Franke, L.; Rösch, A. G.; Lemmer, U.
2021. ACS energy letters, 6, 85–91. doi:10.1021/acsenergylett.0c02159
2020
High-Performance Ag–Se-Based n-Type Printed Thermoelectric Materials for High Power Density Folded Generators
Mallick, M. M.; Rösch, A. G.; Franke, L.; Ahmed, S.; Gall, A.; Geßwein, H.; Aghassi, J.; Lemmer, U.
2020. ACS applied materials & interfaces, 12 (17), 19655–19663. doi:10.1021/acsami.0c01676
New frontier in printed thermoelectrics: Formation of β-AgSe through thermally stimulated dissociative adsorption leads to high ZT
Mallick, M. M.; Rösch, A. G.; Franke, L.; Gall, A.; Ahmad, S.; Gesswein, H.; Mazilkin, A.; Kuebel, C.; Lemmer, U.
2020. Journal of materials chemistry / A, 8 (32), 16366–16375. doi:10.1039/D0TA05859A