CC BY
661
Вестник Челябинского государственного университета. 2015. № 7 (362). Физика. Вып. 20. С. 21-29.
ЭЛЕКТРОФИЗИКА
А. В. Симкин, А. В. Бирюков, Н. И. Репников, В. В. Ховайло
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ГЕНЕРАТОРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ВОЗМОЖНОСТИ ЕЕ ПОВЫШЕНИЯ
Рассмотрены основные физические идеи и методы, используемые для повышения эффективности термоэлектрического преобразования с применением низкотемпературных термоэлектрических материалов. Проводится сравнение литературных данных о лабораторно получаемых материалах с про-мышленно выпускаемыми в настоящее время коммерческими термоэлектриками генераторного назначения на основе твердых растворов теллурида висмута.
Ключевые слова: Bi2Te3, термоэлектрическая добротность, полупроводниковая ветвь, термоэлектрический генератор.
Введение
Основные термоэлектрические эффекты — Зеебека, Пельтье и Томсона — были открыты в первой половине XIX в. К тому же времени относятся первые попытки изготовления термоэлектрических генераторов (ТЭГ) для получения электрической энергии. Прямое преобразование энергии в ТЭГ основано на использовании термоэлектрических эффектов, проявляющихся в том, что градиент температуры в твердом теле вызывает диффузию носителей тока (в полупроводнике — электронов и дырок), и, наоборот, движение носителей тока сопровождается выделением или поглощением тепла [1].
Термоэлектрические преобразователи энергии обладают уникальными сочетаниями конструктивных и эксплуатационных характеристик, таких как отсутствие движущихся деталей, высокая надежность, возможность эксплуатации в течение нескольких лет без обслуживания или при минимальном периодическом обслуживании, возможность использования теплоты от любых источников тепловой энергии, способность работы независимо от пространственного положения и вида окружающей среды. Энергетические установки небольшой мощности с применением термоэлектрических батарей (ТЭБ) нашли применение не только в космических аппаратах, работающих на большом удалении от Солнца, но и в труднодоступных районах Земли для питания средств телеметрии, связи, а также подзарядки аккумуляторов в различных автономных системах электропитания.
В ближайшем будущем ТЭГ должны найти широкое применение в решении проблемы превращения паразитного тепла, выделяемого при
работе машин, в электрическую энергию. В частности, ожидается, что преобразование отводимого от двигателей внутреннего сгорания автомобиля тепла в электрический ток для питания бортового оборудования позволит экономить до 20 % топлива [2].
Добротность и коэффициент полезного действия термоэлектрических модулей
Простейшее термоэлектрическое устройство — термоэлемент — состоит из соединенных полупроводников (ветвей) п- и ^-типа проводи-мостей (рис. 1). Соединенные последовательно электрически и параллельно термически цепочки термоэлементов образуют ТЭБ. Нагревая одну сторону ТЭБ и охлаждая другую, в электрической цепи ТЭБ с полезной нагрузкой возникает электрический ток за счет согласованного, однонаправленного движения основных носителей зарядов, переносящих избыточную тепловую энергию от нагретой стороны к охлажденной.
Эффективность работы ТЭБ зависит, в первую очередь, от эффективности (добротности) термоэлектрического материала [3], из которого изготовлены ветви термоэлементов. Мерой добротности термоэлектрического материала служит безразмерный коэффициент 2Т
2
а • а
2Т = т, (1)
X
где Т — абсолютная температура, а — коэффициент термоЭДС материала, а — его электропроводность, а х — теплопроводность.
Эффективность транспорта основных носителей определяет числитель выражения (1); оно
максимально для легированных полупроводников с концентрацией основных носителей порядка 1019-1020 см-3. Причина в том, что, несмотря на более низкую по сравнению с металлами электропроводность, полупроводники могут иметь существенно большие значения коэффициента тер-моЭДС. Одновременно с высокими значениями термоЭДС и электропроводности эффективный термоэлектрический материал должен обладать низкой теплопроводностью. Усилить рассеяние фононов и, соответственно, понизить решеточную теплопроводность можно посредством увеличения атомного радиуса, а также созданием не-однородностей, фазовых границ или резонансных систем [2].
На рис. 2 приведены типичные величины термоэлектрической добротности для многих промышленных и перспективных материалов, работающих в различных температурных диапазонах.
Максимальный теоретически достижимый КПД, который может обеспечить термоэлемент, рассчитывается по [1; 4-6]:
1
г\ =
Тт-Тх
1 + Z
тг + тх
тэ
-1
Тт
(2)
1 + Z
Тт+Т,
Лг
тэ
+ -
Тт
где ТГ ТХ — температуры горячей и холодной сторон ТЭБ соответственно, а 2ТЭ — добротность термоэлемента [1; 5]:
2
■ о„
(3)
ZT3 -
«ср-^ср
Xep-a+jg-a+Wp)'
где а , а , х
ср' ср' /ъср
средние значения между сред-неинтегральными термоЭДС, электропроводностью и теплопроводностью соответственно; вх — коэффициент, учитывающий утечки тепла в конструкции ТЭБ, а также наличие паразитных тепловых сопротивлений; тр — коэффициент, учитывающий падение напряжения за счет наличия электрического сопротивления коммутации термоэлементов.
Ту Ту
а
ср
¡a„(T)dT+jap(T)dT
2-(Тг-Тх)
(4)
где а (Т), ап(Т) — функции коэффициента термо-ЭДС от температуры материалов р- и п-типа проводимости соответственно.
Значения а , х вычисляются аналогично (4)
ср' /ъср 4 7
с использованием уравнений полиномов второй степени аппроксимирующих кривых для графиков тем-
пературных зависимостей, к примеру, таких, какие представлены на рис. 4 и рис. 5а соответственно.
В (2) первый сомножитель — КПД обратимого цикла Карно, а второй учитывает его снижение за счет необратимых потерь, обусловленных конечной теплопроводностью термоэлектрического материала х и эффектом Джоуля [1; 5; 7; 8].
КПД термоэлемента, а значит ТЭБ и ТЭГ в целом, зависит, в первую очередь, от перепада температур и добротности термоэлектрического материала ветвей (рис. 3). Именно поэтому увеличение 2Т материалов является одним из приоритетных направлений исследований в области термоэлектричества.
Добротность и коэффициент полезного действия серийных термоэлектрических модулей
В последнее время объем рынка термоэлектрических материалов и устройств увеличивается ежегодно на 15-20 %. Основными поставщиками термоэлектрической продукции являются фирмы Melcor, Marlow и Tellyrex, на долю которых приходится порядка 80 % объема их продаж. В России производством и разработкой термоэлектрических приборов и изделий на их основе занято около 10 крупных предприятий. Представляется очевидным, что промышленно выпускаемые термоэлектрические модули (ТЭМ) отличаются по своим характеристикам от лабораторных образцов.
Изучению характеристик ТЭМ и выбору оптимального промышленного способа изготовления материала ветвей была посвящена работа [10], в которой исследовались ветви, серийно выпускаемые российскими производителями термоэлектрических материалов:
1) производитель № 1: стержни с квадратным сечением 5 х 5 мм, длиной 60-65 мм, полученные горячей экструзией;
2) производитель № 2: цилиндрические слитки n-типа диаметром 30 мм и слитки ^-типа диаметром 20 мм, полученные методом вертикальной зонной плавки;
3) производитель № 3: слитки 30 х 30 х 20 мм3, полученные методом горячего прессования.
Изученные образцы ветвей изготовлены из низкотемпературного термоэлектрического материала на основе твердого раствора Bi2Te23Se07 я-типа и Bi0 56Te2 9Sb144Se01 _р-типа проводимости с характерными для каждого метода изготовления легирующими добавками и избытком теллура.
Усредненные результаты термоэлектрических свойств исследованных образцов ТЭМ приведены в таблице.
Рис. 1. Схематическое изображение ТЭБ панельной конструкции, увеличенный сегмент — термоэлемент: 1 — ветвь п-типа проводимости; 2 — ветвь р-типа проводимости; 3 — стеклотекстолитовая кассета; 4 — коммутационные шины; 5 — барьерное покрытие; 6—керамические теплопереходы; 7 — изоляционное покрытие; 8 — электрический контакт; 9 — электрический провод; 10 — демпфирующая прослойка клея
м" ' £
н
10-:
о Л
ю
о
«
10-3 -
-гт= о
10-4
0
500
В1О,885ЬО,,2
ВЬТе^л^&и
1000 Т, С° —I-
гт= 2
500
1000
гт= 1
Т, К
1500
Рис. 2. Термоэлектрическая добротность ряда используемых и перспективных материалов [4]
ZТ = 1,2 1,1
300 400
600
800 1000 1200 1400 1600 1800
Рис. 3. Зависимость КПД односекционного ТЭГ от температуры горячей стороны ТЭБ при ТХ = 300 К [9]
Т1, К
0
185180175170-§165" 6 160-¿155150145 140-
300 350
400
450 Т, К а
500
550
600
1600 1400 ; 1200 ; 1000 10 800 600 400
300 350
400
450 Т, К б
500
550
600
Рис. 4. Температурные зависимости коэффициента термоЭДС а (а) и электропроводности а (б) термоэлектрических материалов на основе В^Те3 п- (1) и р-типа (2) проводимости, полученных методом экструзии
2,2 2
« 1,8
т
т 1,6
1,4
1,2
300
350
400 450 Т, К а
500
550
о4
7,0 6,0
5.0 4,03,0 2,0
1.01 0,0
б
Рис. 5. Температурные зависимости коэффициента теплопроводности х (а) термоэлектрических материалов на основе В12Те3 п- (1) и р-типа (2) проводимости, полученных методом экструзии; теоретически рассчитанный КПД (б) исходя из свойств термоэлектрических материалов на основе В12Те3, полученных методом экструзии от температуры Тг по горячей стороне и ТХ: 1
ТХ = 303 К; 2 — ТХ = 323 К; 3 -
ТХ = 343 К; 4 — ТХ = 363 К
Термоэлектрическая эффективность Z, температуры Тт максимумов Z, параметры а, а и х при этих температурах для образцов ТЭМ
Метод изготовления ТЭМ Тип проводимости Z, 10-3 К -1 Т , К т |а|, мкВ/К а, Ом 1 • см 1 X, мВт/(см • К)
Экструзия Р 2,49 330 159 1431 14,5
п 1,57 360 152 1006 14,8
Зонная плавка р 2,95 400 205 1350 19,2
п 2,43 440 193 1150 17,6
Прессование р 2,45 410 182 1250 16,9
п 1,65 440 175 890 16,5
Материалы, полученные экструзией или прессованием, имеют структурную разориентацию зерен, снижающую эффективность 2. Частично снижение компенсируется снижением теплопроводности х из-за рассеяния фононов на дефектах [11].
По результатам [10] для изготовления ТЭБ повышенной надежности [12] наиболее подходящими по механическим свойствам является материал, изготовленный методом экструзии. Ветви формы параллелепипеда, необходимые для изготовления ТЭБ панельного типа (см. рис. 1), вырезаются из экструдированных стержней квадратного сечения. Электроэрозионный метод резки позволяет получать необходимое качество контактных поверхностей ветвей [13; 14].
На рис. 4 и 5а приведены, соответственно, температурная зависимость термоЭДС а, электропроводности а и теплопроводности х экструди-рованного материала. Линии, изображенные на графиках (рис. 4 и 5а), соответствуют аппроксимирующим кривым полиномов второй степени, уравнения которых используются для расчета характеристик проектируемых панельных ТЭБ методом средних параметров [1; 7; 8].
Вычисленные по (2) значения, исходя из свойств материалов ветвей (рис. 4 и 5а), представлены на рис. 56.
В диапазоне температур от 300 до 523 К наблюдается стабильная тенденция к снижению электропроводности с температурой (рис. 4б) при одновременном возрастании термоЭДС (рис. 4а).
В этом интервале температур концентрация основных носителей заряда практически не меняется. Однако подвижность основных носителей и ее снижение с температурой обуславливают падение электропроводности, что характерно для интерметаллических материалов. Стабилизация электропроводности в области 500 К свидетельствует о снятии вырождения с возможным ростом парциального вклада в эффект электропереноса неосновных носителей заряда. Об этом говорит также тенденция снижения термоЭДС в этой температурной области [15].
Теплопроводность исследованных термоэлектрических материалов с ростом температуры после 250 К изменяется незначительно, до области собственной проводимости. Удельная доля электронной теплопроводности в области примесной проводимости составляет 30-40 % от общей теплопроводности и незначительно изменяется в интервале температур 200-500 К. Выше 350 К (рис. 5а) наблюдается увеличение теплопроводности, связанное с ростом биполярного теплопе-реноса [15-17].
Таким образом, исследованные термоэлектрические материалы полупроводниковых ветвей, выпускаемые серийно, имеют средние значения добротности всего лишь 2Т « 0,7 при температуре 400 К.
Добротность лабораторных образцов термоэлектрических материалов и пути ее повышения
За последние полвека не было достигнуто значительного улучшения термоэлектрических характеристик однородных полупроводниковых материалов на основе В^Те3, используемых для преобразования энергии. Как и несколько десятилетий назад, значения термоэлектрической добротности в интервале температур 200-600 К у полупроводниковых сплавов (В^_^Ьх)2^е1-уТеу)3, которые относятся к числу лучших промышленно производимых термоэлектрических материалов и широко используются в холодильных и генераторных устройствах, остаются близкими к единице [4].
Среди твердых растворов генераторного назначения наибольшую добротность 2Т = 1,18 при 410 К имеет состав В^Те2^е03 п-типа проводимости [18], а для твердых растворов р-типа наибольшую добротность 2Т = 0,9 при 410 К имеют составы В^Ь1,5Те2^е0,1 [19], В^Ц,^ [20], В^^Ь16Те3 [21; 22], полученные методом вертикальной зонной плавки.
Низкая термоэлектрическая добротность (2Т ~ 1) твердых растворов (В^^Ь^^е^ТеД, обуславливает низкое значение коэффициента полезного действия термоэлектрических устройств на основе теллурида висмута, и существенно ограничивает их массовое коммерческое применение.
Сравнительно недавно было обнаружено улучшение термоэлектрических свойств твердых растворов п-типа ВцТе, Se S [6] и р-типа Вц Sb Те,
А 2 3—х—у х у Л 1 2—х х 3
[23] под воздействием внешних физических факторов, таких как высокие давления и магнитные поля, а также посредством «геометрических» факторов, включающих конфигурацию и концентрацию дискретных элементов мультифазного термоэлектрического материала [24].
Высокое давление способно улучшить термоэлектрические параметры посредством изменения ширины запрещенной зоны Е [24]. Измерения коэффициента термоЭДС а и электропроводности а при высоких давлениях до 8 ГПа в твердых растворах на основе В^Те3, выращенных методом вертикального зонного выравнивания, выявили повышение параметра мощности (а2а) [6; 23].
При этом повышение термоэлектрической эффективности ZT может составлять не меньше, чем 50-70 % в области давлений 2-4 ГПа по сравнению с нормальными условиями [6; 23].
В работе [25] описана опытная модель термоэлемента, испытанная при давлении ~2,5 ГПа. Достигнуто увеличение термоэлектрического параметра мощности (а2ст) в 3,4 ± 0,9 раза для каждой ветви и для термоэлемента в целом [25]. Увеличение мощности в Bi„Te. Se S и BL Sb Te,
2 3—x—y x y 2-x x 3
определяется ростом подвижности основных носителей заряда и зависит от состава твердого раствора. В этих составах с замещениями Te — Se + S (x = y = 0,09) и Bi — Sb (x = 1,4 — 1,6) особенность зависимости эффективной массы основных носителей заряда от P в области давлений, может быть объяснена существованием электронного топологического перехода [6; 23].
Комбинированный эффект высокого давления и магнитного поля способен увеличить термоэлектрические параметры у веществ, созданных давлением в узкощелевом или бесщелевом состояниях, с очень высокой подвижностью носителей заряда и сильными эффектами Нернста — Эт-тингсгаузена [25].
Еще больший интерес, обусловленный значительным увеличением термоэлектрической добротности ZT, представляют наноструктурированные термоэлектрические материалы на основе теллури-да висмута.
Самые лучшие опубликованные результаты о получении лабораторных образцов с добротностью ZT до 2-4 наноструктур на квантовых ямах и квантовых точках не были воспроизведены ни в одной лаборатории мира [26]. С другой стороны, создание таких сверхрешеток требует применения очень дорогих и сложных технологий. Поэтому особое внимание заслуживает создание нанотермоэлектриков, допускающих их массовое производство. Такими относительно простыми и дешевыми технологиями могут стать получение объемных нанокристалличе-ских материалов:
1) путем механоактивационной обработки в шаровых мельницах [27-34];
2) быстрой закалкой расплава [35; 36] с возможным дополнительным измельчением [35] с последующим:
- горячим прессованием [27-30; 34; 36];
- искровым плазменным спеканием (методом spark plasma sintering — SPS) [32; 33; 35];
- горячим экструдированием [31; 37].
В литературе [26] приводится три механизма, способствующих увеличению термоэлектриче-
ской добротности при использовании объемных наноструктур:
- дополнительное рассеяние фононов на границах нанозерен;
- энергетическая фильтрация носителей вследствие наличия потенциальных барьеров между нанозернами;
- туннелирование электронов между нано-структурными элементами.
В объемных наноструктурах на основе твердых растворов Ы2Те3 с размерами нанозерен -10-20 нм решеточная теплопроводность под действием механизма дополнительного рассеяния фононов на границах нанозерен может уменьшиться на 20-30 % по сравнению с исходным материалом [38; 39].
Потенциальные барьеры между нанозернами могут сильно энергетически влиять на длины свободного пробега носителей вблизи уровня химического потенциала. Тогда может возникать энергетическая фильтрация [26], то есть носители с энергией выше энергии ферми будут преодолевать границу между нанозернами, практически не рассеиваясь. Уменьшение вероятности рассеяния носителей на границах с увеличением энергии носителей приводит к увеличению термоЭДС. При условии взаимной компенсации уменьшения электропроводности и теплопроводности решетки возможное увеличение термоэлектрической добротности может составлять 20-40 %.
Для осуществления механизма тунелирования электронов между наноструктурными элементами уже недостаточно лишь наличия нанозерен с размерами -10-20 нм, но и необходим вакуумный зазор -1-2 нм между ними. Основная причина увеличения термоэлектрической эффективности — высокие значения термоЭДС при нулевой теплопроводности фононов в барьере. Теоретические оценки [40] показывают, что при возможности создания таких структур с вакуумным зазором между зернами, удастся увеличить безразмерную термоэлектрическую добротность ZT до 3,0-3,5 по сравнению с исходным термоэлектриком.
Создание вакуумного зазора -1-2 нм между зернами для реализации туннельного механизма роста добротности и соответствующего устранения фононной теплопроводности вряд ли удастся добиться механоактивационной обработкой с последующим горячим прессованием. Исследование методами электронной микроскопии не обнаружило никаких зазоров между нанозернами: ни вакуумных, ни окисных [26].
Реализация перечисленных механизмов увеличения добротности в нано-термоэлектрике на основе твердых растворов ВГТе3 могла бы привести
к росту 2Т до 3,5 при комнатной температуре [40; 41], но для этого первично необходимы малые размеры нанозерен ~ 10-20 нм. Технологически довольно трудно создать такую структуру. Причиной является рост размеров исходных наночастиц вследствие рекристаллизации при горячем прессовании либо других видах компактирования при температурах 600-750 К. Рекристаллизация вызывает рост размеров зерен свыше 100 нм [26; 41].
Создать вакуумные, окисные либо другие зазоры между зернами ~ 1-2 нм пока также не удается. Но объемная наноструктура с размерами зерен ~ 10-20 нм даже без реализации туннельного механизма устранения фононной теплопроводности позволит ожидать увеличения 2Т до 1,5 [26]. По литературным данным [26] некоторого сокращения размеров зерен (в 2-3 раза) можно достичь в нанокомпозитах, когда в исходной матрице содержатся наноразмерные включения. Но и в этом случае размеры зерен больше величины 10-20 нм.
Выводы
Несмотря на известные преимущества термоэлектрического преобразования энергии, ему присущ серьезный недостаток — относительно низкая эффективность. Рост мощности и КПД термоэлектрических генераторов определяется, кроме перепада температур, величиной 2 — добротностью материалов ветвей термоэлементов. Термоэлектрические устройства могли бы совершить переворот в решении ряда задач, если бы их эффективность достигла значений 2Т = 1,5-2,0.
Выпускаемые серийно термоэлектрические материалы имеют значения добротности порядка 2Т = 0,7 при температуре 400 К. При этом максимальный КПД термоэлектрической батареи, рассчитанный по (2) с учетом конструктивных потерь, составляет 6,34 % при ТГ = 593 К и ТХ = 303 К. Сообщения [6; 23-25] об увеличении термоэлектрического параметра мощности (а2а) в 3,4 ± 0,9 раза и эффективности 2 на 70 % при испытательном давлении ~2,5 ГПа позволяют ожидать появления конструкций ТЭГ с более высокими значениями КПД.
Особый интерес в плане увеличении добротности термоэлектриков представляет создание объемных наноструктур с применением достаточно технологичной и недорогой методики. Примером такой технологии является механоактивационная обработка исходных материалов. В таких нано-структурированных термоэлектриках на основе соединений В^ ^^Т^ р-типа были получены значения 2Т = 1,4 при Т = 373 К и 2Т = 1,2 при ком-
натной температуре [42]. Если удастся создать термоэлементы из ветвей обоих типов проводимости, имеющих 2Т = 1,4 при температурах 400-500 К, то следует ожидать повышения КПД простых в изготовлении односекционных ТЭГ до 9 %.
Однако проблема роста зерен наноструктур при рекристаллизации ставит под сомнение долговре-менность и стабильность характеристик ветвей из наноструктурированного материала в генераторных ТЭБ. В рабочем режиме ветви, помимо высокого (ТХ = 300 К, ТГ = 600 К) температурного воздействия, испытывают значительные механические напряжения, обусловленные не только наличием температурного изменения геометрии конструкции, но и наличием пружинного стягивания системы «нагреватель — ТЭБ-радиатор». В таких условиях, как и при горячем прессовании, возникает рекристаллизация и соответственно уменьшение 2Т. В связи с этим весьма перспективным для создания высокоэффективных генераторных ТЭБ являются композиционные объемные наноматери-алы, где наноразмерные зерна (~30 нм) покрыты слоем из термостойкого материала [30]. В таких композитах, по-видимому, удастся избежать значительного роста зерен, а также возможна реализация туннельного механизма подавления фононной теплопроводности, то есть значительный рост эффективности термоэлектрических материалов.
Список литературы
1. Марченко, О. В. Методы расчета термоэлектрических генераторов / О. В. Марченко, А. П. Кашин, В. И. Лозбин, М. З. Максимов. Новосибирск : Наука, 1995. 222 с.
2. Шевельков, А. В. Химические аспекты создания термоэлектрических материалов / А. В. Шевельков // Успехи химии. 2008. Т. 77, № 1. С. 3-21.
3. Иоффе, А. Ф. Полупроводниковые термоэлементы / А. Ф. Иоффе. М. : Изд-во АН СССР, 1956. 158 с.
4 . Дмитриев, А. В. Современные тенденции развития физики термоэлектрических материалов / А. В. Дмитриев, И. П. Звягин // Успехи физ. наук. 2010. Т. 180, № 8. С. 821-837.
5. Бурштейн, А. И. Физические основы расчета полупроводниковых термоэлектрических устройств / А. И. Бурштейн. М. : Гос. изд-во физ.-мат. лит., 1962. 135 с.
6. Коробейников, И. В. Термоэлектрические свойства твердых растворов п-В^Те3—х—^е^ при высоком давлении / И. В. Коробейников, Л. Н. Лукьянова, Г. В. Воронцов [и др.] // Физика твердого тела. 2014. Т. 56, № 2. С. 263-269.
7 . Поздняков, Б. С. Термоэлектрическая энергетика / Б. С. Поздняков, Е. А. Коптелов. М. : Атомиздат, 1974. 263 с.
8. Охотин, А. С. Термоэлектрические генераторы /
A. С. Охотин, А. А. Ефремов, В. С. Охотин, А. С. Пушкарский. М. : Атомиздат, 1971. 288 с.
9. Анатычук, Л. И. Термоэлектрические генераторы на жидком и газообразном топливе. Современное состояние и перспективы / Л. И. Анатычук, В. Я. Михайловский // Термоэлектричество. 2007. № 4. С. 9-25 .
10. Симкин, А. В. Повышение надежности термоэлектрических генераторных батарей собранных с применением коммутации методом плазменно-дугового напыления / А. В. Симкин, А. В. Бирюков, Н. И. Репников, О. Н. Иванов // Термоэлектрики и их применение : докл. XIII Межгос. семинара. СПб. : Петерб. ин-т ядер. физики РАН, 2012. С. 134-138.
11. Гольцман, Б. М. Полупроводниковые термоэлектрические материалы на основе В12Те3 / Б. М. Гольцман, В. А. Кудинов, И. А. Смирнов. М. : Наука, 1972. 320 с.
12. Симкин, А. В. Испытание на надежность генераторных термоэлектрических батарей, изготовленных с применением метода плазменно-дугового напыления / А. В. Симкин, А. В. Бирюков, Н. И. Репников, О. Н. Иванов // Термоэлектричество. 2013. № 3. С. 93-102.
13. Бирюков, А. В. Преимущества использования электроэрозионной резки и газоплазменного напыления при коммутации термоэлементов на основе экструдированного теллурида висмута / А. В. Бирюков, Н. И. Репников, О. Н. Иванов, А. В. Симкин // Термоэлектричество. 2011. № 3. С. 36-42.
14. Симкин, А. В. Влияние состояния контактной поверхности на адгезионную прочность коммутационных слоев термоэлементов на основе экструдирован-ного теллурида висмута / А. В. Симкин, А. В. Бирюков, Н. И. Репников, О. Н. Иванов // Термоэлектричество. 2012. № 2. С. 13-19.
15. Штерн, Ю. И. Исследование электрофизических свойств и определение механизмов тепло- и электропроводности в термоэлектрических материалах на основе В12Те3 / Ю. И. Штерн // Материалы электрон. техники. 2008. № 2. С. 73-77.
16. Охотин, А. С. Методы измерения характеристик термоэлектрических материалов и преобразователей / А. С. Охотин, А. С. Пушкарский, Р. П. Боровикова, В. А. Симонов. М. : Наука, 1974. 167 с.
17. Лукишер, Э. М. Термоэлектрические охладители / Э. М. Лукишер, А. Л. Вайнер, М. Н. Сомкин,
B. Ю. Водолагин. М. : Радио и связь, 1983. 177 с.
18. Прокофьева, Л. В. Оптимальный состав твердого раствора В^Те^е^ для п-ветви термогенератора / Л. В. Прокофьева, Д. А. Пшенай-Северин, П. П. Кон-
стантинов, А. А. Шабалдин // Физика и техника полупроводников. 2009. Т. 43, № 8. С. 1009-1012.
19. Копыл, А. И. Термоэлектрические свойства легированного свинцом материала р-(В12Те3)025 ^Ь2Те3)072(В1^е3)003 с избытком теллура / А. И. Копыл, И. И. Павлович, И. С. Термена // Термоэлектричество. 2007. № 1. С. 38-43.
20. Вихор, Л. Н. Компьютерное проектирование термоэлектрических генераторных модулей / Л. Н. Вихор // Термоэлектричество. 2005. № 2. С. 62-70.
21. Лукьянова, Л. Н. Термоэлектрическая эффективность в твердых растворах р-типа на основе халькогенидов висмута и сурьмы при температурах выше комнатной / Л. Н. Лукьянова, В. А. Кутасов, П. П. Константинов, В.В. Попов. // Физика твердого тела. 2010. Т. 52, № 8. С. 1492-1497.
22. Лукьянова, Л. Н. Влияние анизотропии рассеяния носителей заряда на термоэлектрические свойства твердых растворов (В1^Ь)2(Те^е^)3 / Л. Н. Лукьянова, В. А. Кутасов, П. П. Константинов, В. В. Попов // Физика твердого тела. 2008. Т. 50, № 4. С. 577-582.
23. Овсянников, С. В. Термоэлектрические свойства твердых растворов р-В^^ЬТе под давлением / С. В. Овсянников, Ю. А. Григорьева, Г. В. Воронцов [и др.] // Физика твердого тела. 2012. Т. 54, № 2. С. 246-251.
24. Щенников, В. В. Влияние физических и «геометрических» факторов на свойства термоэлектрических материалов / В. В. Щенников, И. В. Коробейников, Н. В. Морозова // Термоэлектричество. 2013. № 6. С. 41-52.
25. Щенников, В. В. Увеличение фактора мощности термоэлектрического элемента с использованием давления / В. В. Щенников, И. В. Коробейников, Г. В. Воронцов // Термоэлектричество. 2013. № 5. С.32-40.
26. Булат, Л. П. О пределе термоэлектрической добротности в объемных нанокристаллических структурах на основе теллурида висмута / Л. П. Булат, Д. А. Пшенай-Северин, В. В. Каратаев [и др] // Термоэлектрики и их применение : докл. XII Межгос. семинара. СПб. : Петерб. ин-т ядер. физики РАН,
2010. С. 41-46.
27 . Булат, Л. П. Энергетическая фильтрация носителей тока в наноструктурированном материале на основе теллурида висмута / Л. П. Булат, И. А. Драб-кин, В. В. Каратав [и др.] // Физика твердого тела.
2011. Т. 53, № 1. С. 563-568.
28. Булат, Л. П. Влияние туннелирования на термоэлектрическую эффективность объемных на-ноструктурированных материалов / Л. П. Булат, Д. А. Пшенай-Северин // Физика твердого тела. 2010. Т. 52, № 3. С. 452-458.
29. Булат, Л. П. Влияние рассеяния на границах на теплопроводность наноструктурированного полупроводникового материала на основе твердого раствора BiiSb2-iTe3 / Л. П. Булат, И. А. Драбкин, В. В. Каратаев [и др.] // Физика твердого тела. 2010. Т. 52, № 9. С. 1712-1716.
30. Кульбачинский, В. А. Термоэлектрические свойства нанокомпозитов теллурида висмута с фуллерена-ми / В. А. Кульбачинский, В. Т. Кытин, В. Д. Бланк [и др.] // Физика и техника полупроводников. 2011. Т. 45. № 9. С. 1241-1245.
31. Абрютин, В. Применение нанотехнологий для создания высокоэффективных термоэлектрических материалов / В. Абрютин, С. Нестеров, В. Ро-манько, А. Холопкин // Наноматериалы. 2010. № 1. С. 24-26.
32. Бублик, В. Т. Объемный наноструктуриро-ванный термоэлектрический материал на основе (Bi,Sb)2Te3, полученный методом искрового плазменного спекания (SPS) / В. Т. Бублик, И. А. Драбкин, В. В. Каратаев [и др.] // Термоэлектрики и их применение : докл. XIII Межгос. семинара. СПб. : Петерб. ин-т ядер. физики РАН, 2012. С. 70-75.
33. Бублик, В. Т. Структура и термоэлектрические свойства объемного материала на основе (Bi,Sb)2Te3, полученного из смеси нано- и микрокомпонентов методом SPS / В. Т. Бублик, И. А. Драбкин, В. Б. Ос-венский [и др.] // Термоэлектрики и их применение : докл. XIII Межгос. семинара. СПб. : Петерб. ин-т ядер. физики РАН, 2012. С. 76-80.
34. Пивоваров, Г. И. Влияние агрегирования на-нопорошков на свойства консолидированных термоэлектрических материалов / Г. И. Пивоваров, В. Д. Бланк, В. Т. Бублик [и др.] // Термоэлектрики и их применение : докл. XIII Межгос. семинара. СПб. : Петерб. ин-т ядер. физики РАН, 2012. С. 94-99.
35. Булат, Л. П. Исследование возможностей увеличения термоэлектрической эффективности в на-ноструктурированных материалах на основе Bi2Te3-Sb2Te3 / Л. П. Булат, В. Б. Освенский, Ю. Н. Пархоменко,
Д. А. Пшенай-Северин // Физика твердого тела. 2012. Т. 54, № 11. С. 2036-2042.
36. Иванова, Л. Д. Термоэлектрические свойства материалов твердого раствора теллуридов висмута и сурьмы в зависимости от режимов спиннингования расплава / Л. Д. Иванова, Л. И. Петрова, Ю. В. Гра-наткина [и др.] // Термоэлектрики и их применение : докл. XIII Межгос. семинара. СПб. : Петерб. ин-т ядер. физики РАН, 2012. С. 60-64.
37. Лаврентьев, М. Г. Теоретическое и экспериментальное исследование формирования структуры термоэлектрического материала на основе твердых растворов (Bi, Sb)2Te3, полученного методом горячей экструзии / М. Г. Лаврентьев, В. Б. Освенский, М. В. Меженный [и др.] // Термоэлектрики и их применение : докл. XIII Межгос. семинара. СПб. : Петерб. ин-т ядер. физики РАН, 2012. С. 94-99.
38. Булат, Л. П. Влияние распределения зерен по размерам на решеточную теплопроводность нанострук-турированных материалов на основе Bi2Te3-Sb2Te3 / Л. П. Булат, В. Б. Освенский, Д. А. Пшенай-Северин // Физика твердого тела. 2013. Т. 55, № 12. С. 2323-2330.
39. Горский, П. В. К вопросу о механизме увеличения термоэлектрической добротности объемных наноструктурированных материалов / П. В. Горский, В. П. Михальченко // Термоэлектричество. 2013. № 5. С. 5-10.
40. Снарский, А. А. Термоэлектрическая добротность объемных наноструктурированных композитов с распределенными параметрами / А. А. Снарский, А. К. Сарычев, И. В. Безсуднов, А. Н. Лагарьков // Физика и техника полупроводников. 2012. Т. 46, № 5. С. 677-683.
41. Коржуев, М. А. Термоэлектрические наноструктуры. За и против. / М. А. Коржуев // Термоэлектричество. 2013. № 5. С. 11-24.
42. Poudel, B. High-Thermoelectric Performance of Nanostructured Bismuth Antimony Telluride Bulk Alloys / B. Poudel, Q. Hao, Y. Ma [et al.] // Science. 2008. Vol. 320, № 5876. P. 634-638.
