Due to its nature, thermoelectric thick film forming technology using the screen printing technique is easier to develop large-area and highly integrated devices than other conventional technologies. However, the thermoelec-tric thick film formed by the screen printing technique is more vulnerable to surface oxidation than the bulk thermoelectric material because it has many pores and uneven surface. In addition, the oxide-based glass frit powder which is contained in the thermoelectric material paste for the adhesion to the substrate is present on the surface of the thick film even after the high-temperature annealing, and it lowers the contact characteristics be-tween the thermoelectric material and the copper electrode which causes a serious adverse effect on the thermoe-lectric power generation performance. In this paper, the surface oxide layer on the thermoelectric thick film was reduced through the annealing in hydrogen ambient, and the glass frit on the surface was selectively etched through a simple solution process using hydrogen fluoride (HF) thereby improving the contact characteristics. For P-type $Bi_{0.5}Sb_{1.5}Te_3$, the specific contact resistivity (${\rho}_C$) decreased from $8.2{\times}10^{-5} {\Omega}{\cdot}cm^2$ to $3.3{\times}10^{-6} {\Omega}{\cdot}cm^2$ and the device figure-of-merit ($Z_DT$) was increased from 0.301 to 0.595. In case of N-type $Bi_2Te_{2.7}Se_{0.3}$, ${\rho}_C$ decreased from $7.5{\times}10^{-5}{\Omega}{\cdot}cm^2$ to $4.7{\times}10^{-6}{\Omega}{\cdot}cm^2$ and ZDT increased from 0.247 to 0.481. A 72-couple flexible thermoelectric generator was fabricated and the output power was about 0.104W at a temperature difference of 20 K and about 0.197W at a temperature difference of 30 K.
스크린 프린팅 기법을 이용한 열전 후막 형성 기술은 그 특성상 종래의 다른 기술에 비해 대면적·고집적 소자 개발에 용이하다. 하지만, 스크린 프린팅으로 형성된 열전 후막은 벌크 형 열전 소재에 비해 본질적으로 기공이 많고 표면이 거칠어 표면 산화에 취약하다. 또한 페이스트에 포함되는 산화물 기반의 분말유리원료는 고온 소성 열처리 이후에도 후막 표면에 다량 존재하여 접촉 특성을 저하시키게 되어 열전 발전성능에 심각한 악영향을 초래한다. 본 논문에서는 수소 분위기에서의 열처리를 통해 열전 후막 표면의 산화층을 환원시키고, 불화수소(HF)를 이용한 간단한 수용액 공정을 통해 표면의 분말유리원료를 선택적으로 식각해 접촉 특성을 개선하였다. P-type의 경우 접촉 비저항은 $8.2{\times}10^{-5} {\Omega}{\cdot}cm^2$에서 $3.3{\times}10^{-6} {\Omega}{\cdot}cm^2$로 감소, n-type은 $7.5{\times}10^{-5}{\Omega}{\cdot}cm^2$에서 $4.7{\times}10^{-6}{\Omega}{\cdot}cm^2$로 감소 하였다. 소자 성능지수는 p-type과 n-type 각각 0.301에서 0.595로, 0.247에서 0.481로 증가하였다. 72-커플의 유연 열전 발전소자를 제작하여 발전성능을 측정한 결과 온도 차 20 K에서 약 0.104W, 온도 차 30 K에서 약 0.197W의 출력 특성을 보였다.
