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웨어러블 디바이스용 유연열전소자 원문보기

기계저널 : 大韓機械學會誌, v.56 no.2, 2016년, pp.51 - 55  

이수현 (한국기계연구원 나노역학연구실) ,  우창수 (한국기계연구원 나노역학연구실) ,  한승우 (한국기계연구원 나노역학연구실)

초록
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이 글에서는 웨어러블 디바이스용 유연열전소자의 연구그룹별 연구 현황과 소자의 발전성능에 대해 소개하고자 한다.

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

  • N-type Bi2Te3, P-type Sb2Te3 열전물질을 Paste로 제작하여 Glass fabric에 지름 1.8㎜의 원형, 두께는 ~500㎛으로 Screen printing하여 열처리했다.
  • 77㎼로 나타났다. PET 기판과 (Bi0.15Sb0.85)2Te3 열전물질의 접착을 좋게 하기 위해 Adhesion layer로 AD 방식을 이용해 CoSb3를 1㎛ 증착했다. 그림 4는 유연열전소자와 온도차 별 출력전압과 전력량 그래프이다.
  • 5Te3 잉크(Inks)를 볼밀러(Ball-mill)로 제작하고, Dispenser printer로 Polyimide 기판을 위에 유연열전소자를 만들었다. 열전물질 특성을 알아보기 위해, Bi0.5Sb1.5Te3 박막에 Te를 2~10wt% 추가로 첨가하여 열전성능이 어떻게 변화했는지 실험했다. 결과는 그림 6과 같다.

대상 데이터

  • Siciliano 박사 연구팀은 50㎛의 두께를 갖는 Kapton 기판위에 RF magnetron co-sputtering을 이용해 열전물질을 증착했다. N-type Bi2Te3, P-type Sb2Te3를 증착했다. 그림 5는 Kapton 기판 위에 제작된 유연 열전소자의 사진 및 도식도와 유연열전소자의 성능평가 그래프를 나타냈다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
웨어러블 디바이스란? 웨어러블 디바이스(wearable devices)는‘신체에 부착해 컴퓨팅(computing) 행위를 할 수 있는 모든 것’을 지칭하는데, 이런 기기들의 한계점 중 하나로 짧은 배터리 수명이 있다. 국내 스마트와치(smart watch)의 배터리 용량은 315mAh인데, 기존 스마트폰 배터리 용량의 1/10 수준이며 , 웨어러블디바이스가 블루투스 (Bluetooth)를 사용할 때, 블루투스 4.
유연열전소자의 구조는 어떻게 분류되는가? 또한, 유연하며, 에너지 하베스팅(energy harvesting)을 통한 발전으로 친환경적이라는 장점이 있다. 열전소자는 소자의 구조가 열의 흐름과 전기의 이동방향에 따라 수직형(vertical) 열전소자와 수평형(lateral) 열전소자로 구분된다. 수직형 열전소자는 전기와 열이 수직한 방향으로 이동하고 수평형 구조는 평행하게 이동한다.
유연열전소자의 장점은? 그래서 웨어러블 디바이 스에 사용되는 배터리는 장시간 사용이 가능하며, 신체에 부착해 사용하기 때문에 휘어지는 유연성(flexibility)이 요구된다. 유연열전소자(flexible thermoelectric devices)는 체온을 이용하여 발전을 하기 때문에 장시간 사용이 가능하고, 따로 배터리충전을 하지 않아도 된다. 또한, 유연하며, 에너지 하베스팅(energy harvesting)을 통한 발전으로 친환경적이라는 장점이 있다.
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