Unité de Dynamique et Structure des Matériaux Moléculaires


La photothermoélectricité .
Plateforme de mesures.

L’effet Seebeck. ou comment transformer la chaleur en électricité.

Schéma du principe de génération d’électricité par effet Seebeck dans les
matériaux thermoélectriques semi-conducteurs.

Cette technique a été développée au laboratoire pour caractériser thermiquement les matériaux thermoélectriques. Ceux-ci génèrent une tension électrique lorsqu’ils sont soumis à une différence (spatiale) de température, c’est ce que l’on appelle l’effet Seebeck.  Cet effet peut être mis à profit pour transformer la chaleur en électricité. L’efficacité de conversion de ce processus dépend du facteur de mérite. Parmi les paramètres impliqués dans son expression, la conductivité thermique joue un rôle important puisqu’elle doit être la plus faible possible pour maximiser le rendement. Déterminer cette quantité est alors crucial dans l’évaluation des performances.  Les paramètres thermiques peuvent être directement déterminés par effet Seebeck, suite à l’illumination par un faisceau laser.  Une électrode déposée sur chacune des faces du matériau étudié permet de collecter la tension photoinduite. Cette technique présente l’avantage d’être simple de mise en œuvre et de ne pas nécessiter le recours à un capteur externe supplémentaire. Cependant, pour les matériaux les plus conducteurs électriquement, les électrodes déposées peuvent ne pas être suffisantes pour homogénéiser le potentiel électrique en surface. Ainsi, contrairement à la technique photopyroélectrique, le signal peut dépendre de la position où la tension électrique est collectée. Cela nécessite une description tridimensionnelle du champ de température et du potentiel électrique, complexifiant ainsi l’interprétation du signal et le nombre de paramètres impliqués dans son expression.    

Vue d’ensemble du dispositif PTE de mesure des paramètres thermiques
de liquides thermoélectriques