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Powder aerosol deposited calcium cobaltite as textured P-type thermoelectric material with power factors approaching single crystal values

  • In this work, the thermoelectric material calcium cobaltite Ca3Co4O9 (CCO), a promising p-type conducting thermoelectric oxide with anisotropic properties, was processed by the powder aerosol deposition method (PAD) to form a dense ceramic CCO film with a thickness in the µm range. The prepared films were characterized regarding their microstructure and thermoelectric properties between room temperature and 900 °C. After heat treatment at 900 °C, the CCO PAD film in-plane shows excellent properties in terms of electrical conductivity (280 S/cm at 900 °C) and Seebeck coefficient (220 µV/K at 900 °C). The calculated power factor in-plane (ab) reaches with 1125 µW/(m K2) 40 % of the single crystal value, surpassing the known-properties of CCO bulk ceramics. Examination of the microstructure shows a strong fiber texture of the film as well as a strong coarsening of the grains during the first heat treatment up to 900 °C.

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Autor*innen:Daniel Paulus, Sophie Bresch, Ralf Moos, Daniela Schönauer-Kamin
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Journal of the European Ceramic Society
Jahr der Erstveröffentlichung:2024
Organisationseinheit der BAM:5 Werkstofftechnik
5 Werkstofftechnik / 5.4 Multimateriale Fertigungsprozesse
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Elsevier BV
Jahrgang/Band:44
Ausgabe/Heft:15
Aufsatznummer:116717
Erste Seite:1
Letzte Seite:8
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Angewandte Physik
Freie Schlagwörter:aerosol deposition method (ADM); calcium cobaltite; thermoelectric oxide; thermoelectrics
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Energie
Energie / Elektrische Energiespeicher und -umwandlung
DOI:10.1016/j.jeurceramsoc.2024.116717
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-606246
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:16.07.2024
Referierte Publikation:Nein
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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