Modélisation et optimisation de la structure géométrique d'un microgénérateur thermoélectrique planaire

Overview & Synopsis

Dans le cadre de cette communication, nous présentons une modélisation de microgénérateurs thermoélectriques (μTEG) planaires réalisés en technologie Silicium compatible CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), et destinés à la récupération de toute forme d’énergie thermique (surface ~ 1/3 cm²). Ces μTEGs sont constitués d’une thermopile, suspendue périodiquement sur un réseau de membranes diélectriques, qui utilise l’association de longs thermocouples (TCs) planaires en poly-Silicium/or (pSi/Au). Un concentrateur à piliers y est superposé pour canaliser le flux thermique incident sur les membranes. Les résultats obtenus à l’aide de la modélisation thermique sous COMSOL® de la structure semi 3D de tels μTEGs, montrent que 1/ la différence de température générée aux bornes des TCs de la thermopile admet un maximum en fonction du nombre de membranes et que 2/ les configurations de μTEG à 4 et 5 membranes sont celles qui généreront le maximum de puissance électrique pour une largeur des piliers de concentrateur optimale.