Anisotropic Thermoelectric Generator Made from Single Crystal Bi Microwire

Abstract

Abstract-Currently, for thermoelectric conversion of heat most widely used is the approach based on the Seebeck and Peltier effects created at the interface of two materials with different values S of the Seebeck coefficient. Another type of thermoelectric converter is the anisotropic thermoelement (AT) using anisotropy of thermoelectric power. AT has some advantages: -the transverse thermopower, unlike a conventional thermocouple, is proportional to the temperature gradient (T1-T2)/h instead of the temperature difference T1-T2; -Voltage V is proportional to the length l of AT. To increase the AT output voltage we need either increase the length l of AT or decrease its thickness h. According to our experimental data, to obtain a thermoelectric voltage of 1 V at a transverse temperature gradient of 5 K, the microwire with a diameter of 2 µm and a length of 8 m must be used. In our experimental sample the long wire in glass coating was wound into a flat spiral.

Миниатюрный датчик теплового потока на основе микропровода Bi-Sn в стеклянной изоляции

“…Часть отрезка нити длиной 1 см была расположена между двумя неодимовыми магнитами, создающими поперечное магнитное поле ∼ 0.5 Тл, что позволяло регистрировать диаграмму вращения поперечного магнитосопротивления микропровода и таким образом определять ориентацию основных кристаллографических осей микропровода [15]. Использование микропровода в анизотропных термоэлектрических преобразователях, например, намоткой его в плоскую спираль, накладывает определенные требования на ориентацию основных кристаллографических осей микропровода [14,15]. Для обеспечения максимального выходного напряжения АТ была создана установка перекристаллизации микропровода в сильном электрическом поле.…”