Thermogeneratoren und Peltier-Elemente

Erste Schritte in Richtung Serienfertigung

Setzroboter zur Fertigung thermoelektrischer Hochtemperatur-Module.

Entwicklung thermoelektrischer Module

Für die wirtschaftliche Verstromung von Abwärme mithilfe thermoelektrischer Generatoren kommt der kostengünstigen Modulherstellung eine Schlüsselrolle zu. Fraunhofer IPM verfügt über umfassendes Know-how im Bereich thermoelektrischer Materialien wie Chalkogeniden, Siliziden, Skutteruditen und Halb-Heusler-Legierungen. Auf dieser Basis fertigen wir thermoelektrische Module in unterschiedlichsten Größen und Ausführung: von der Materialkonfektionierung, über die Herstellung sogenannter thermoelektrischer Schenkel bis zum fertigen Modul. Eine überaus stabile Aufbau- und Verbindungstechnik, entwickelt für neue Halb-Heusler-Verbindungen, ist dabei besonders hervorzuheben.

Je nach Anwendung unterscheidet sich der Aufbau thermoelektrischer Module sehr grundsätzlich: Dünnschichtsysteme eignen sich in erster Linie für Kühl- und Temperierzwecke, da sie einen hohen Wärmedurchsatz ermöglichen. Für die Generatorik muss dagegen die Schenkellänge auf einen möglichst geringen Wärmeverlust optimiert werden. Je nach Temperaturbereich ist eine passende Aufbau- und Verbindungstechnik nötig, die den Temperaturgefällen und thermischen Änderungen auch über größere Zeiträume unbeschadet folgen kann.

Fraunhofer IPM arbeitet an Entwicklungen auf allen Stufen der Produktionskette:

  • Materialbearbeitung zur Herstellung thermoelektrischer »Schenkel«
  • Löttechniken zur Ankopplung an den Wärmeträger
  • Reduktion elektrischer Übergangswiderstände
  • Optimierung von Modulgeometrien
  • Zuverlässigkeitsprüfungen in Dauertests