Fakultät für Physik

Energieumwandlung — Thermoelektrik

Die direkte Umwandlung von Wärme in elektrische Energie ist ein Thema, das in den letzten Jahren aufgrund des Interesses an effizienter Energienutzung eine Wiederbelebung erfahren hat. Deshalb sucht man nach neuartigen Halbleitern, die einerseits eine niedrige Wärmeleitfähigkeit zeigen, andererseits eine hohe thermoelektrische Spannung liefern können. Berechnungen der elektronischen Struktur mittels Dichtefunktionaltheorie ermöglichen das gezielte Design solcher Materialien am Computer. In der Forschungsgruppe Kratzer wurde ein bereits bekannter Halbleiter (NiZrSn) und ein neu vorgeschlagenes Material (CoZrBi) mittels Computerberechnungen auf seine Eignung hin untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, dass Fehler in der Kristallstruktur, die unvermeidlich bei der Herstellung der Materialien auftreten, zu einer Verminderung der thermoelektrischen Spannung führen. Bei dem neuen Material ZrCoBi ist die Entstehung derartiger Kristallfehler jedoch aus energetischen Gründen weniger wahrscheinlich.