SCOPUS
SCIE
<b>Wearable solar thermoelectric generator driven by unprecedentedly high temperature difference</b>
저자
Jung, Yeon Soo ; Jeong, Dea Han ; Kang, Sung Bum ; Kim, Fredrick ; Jeong, Myeong Hoon ; Lee, Ki-Suk ; Son, Jae Sung ; Baik, Jeong Min ; Kim, Jin-Sang ; Choi, Kyoung Jin
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2017
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
663-672(10쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>Converting body heat into electricity using flexible thermoelectric generators can be useful for self-powered wearable electronic devices. However, the temperature difference that can be obtained by body heat is insufficient, which limits its practical applications. In this study, we present a wearable solar thermoelectric generator driven by a significantly high temperature difference created by introducing a local solar absorber and thermoelectric legs on a polyimide substrate. The solar absorber is a five-period Ti/MgF<SUB>2</SUB> superlattice, in which the structure and thickness of each layer was designed for optimal absorption of sunlight. The thermoelectric legs were prepared by dispenser printing with an ink consisting of mechanically alloyed BiTe-based powders and an Sb<SUB>2</SUB>Te<SUB>3</SUB>-based sintering additive dispersed in glycerol. Thermoelectric p- and n-type legs have electrical conductivities of ~ 25,000Sm<SUP>−1</SUP> with Seebeck coefficients of 166.37 and −116.38μVK<SUP>−1</SUP>, respectively. When exposed to sunlight, a wearable solar thermoelectric generator comprising 10 pairs of p-n legs has an open-circuit voltage of 55.15mV and an output power of 4.44μW. The temperature difference is as high as 20.9°C, which is much higher than the typical temperature differences of 1.5–4.1°C of wearable thermoelectric generators driven by body heat. The wearable solar thermoelectric generators have been demonstrated on various surfaces exposed to sunlight, such as clothes or windows.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> First demonstration of flexible solar thermoelectric generators. </LI> <LI> A solar absorber, Ti/MgF<SUB>2</SUB> superlattice, generates ΔT as high as 20.9°C on a PI substrate. </LI> <LI> BiTe-based TE legs are dispenser-printed and mechanically enhanced by Parylene coating. </LI> <LI> This design is the key to accelerating the application of wearable thermoelectric generators. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>The wearable solar thermoelectric generator in this study proposes a promising way to further improve the efficiency by raising the temperature difference. The device with a solar absorber of Ti/MgF<SUB>2</SUB> superlattice which is integrated to BiTe-based thermoelectric legs produces electricity with high temperature difference of the flexible substrate under 1sun condition.</P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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