PENGEMBANGAN SEMIKONDUKTOR TIPE-P UNTUK MODUL TERMOELEKTRIK BERBASIS MATERIAL ZnO

Agus Kurniawan, S951108001, 2014. PENGEMBANGAN SEMIKONDUKTOR TIPE-P UNTUK MODUL TERMOELEKTRIK BERBASIS MATERIAL ZnO. Komisi pembimbing I: Dr. techn. Suyitno, S.T., M.T. Pembimbing II: Dr.Eng. Risa Suryana S.Si,M.Si. Tesis Program Studi Magister Teknik Mesin. Program Pasca Sarjana. Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Abstrak
Penelitian ini menyajikan pembuatan material semikonduktor zinc oxide (ZnO) yang didoping copper (Cu) dengan tujuan mendapatkan material semikonduktor ZnxCu1-xO tipe-p untuk modul termoelektrik. Material awal untuk semikonduktor ini adalah zinc nitrate tetrahydrat dan copper nitrat trihydrat yang digabungkan melalui proses percampuran serbuk dalam larutan, kemudian dikeringkan, dikalsinasi dan dikompaksi menjadi bentuk pellet. Selanjutnya, material tersebut dipanaskan melalui proses sintering dengan temperatur 1100oC – 1500oC. Hasil pengujian karakteristik material semikonduktor untuk termoelektrik menunjukkan material yang disintering pada temperature 1300oC dan pengujian pada temperatur operasional 450oC memiliki nilai konduktivitas listrik, konduktivitas termal, dan koefisien seebeck yang terbesar masing-masingnya adalah 3514 S/m, 3,14 W/mK, dan 987 μV/K karena memiliki butiran yang cukup besar, susunannya teratur dan rapat. Besarnya nilai figure of merit yang dihasilkan adalah 0,78. Temperatur sintering dan temperatur operasional mempengaruhi besarnya nilai karakteristik dari material semikonduktor ZnxCu1-xO untuk modul termoelektrik.

Kata Kunci: Material Semikonduktor Tipe-p, Termoelektrik Material Oksida, ZnO doping Cu

Agus Kurniawan, S951108001, 2014. THE DEVELOPMENT P-TIPE SEMICONDUCTOR FOR THERMOELECTRIC MODULE WITH ZnO MATERIAL AS THE BASIC. Supervisor I: Dr. techn. Suyitno, S.T., M.T. Supervisor II: Dr.Eng. Risa Suryana S.Si,M.Si. Thesis. Master on Mechanical Engineering. Graduate School. Sebelas Maret University, Surakarta.

Abstract
This study presents the manufacture of semiconductor material of copper (Cu) doped zinc oxide (ZnO) for obtaining semiconductor material of p-type ZnxCu1-xO in a thermoelectric module. The raw materials for this semiconductor are zinc nitrate tetrahydrate and copper nitrate trihydrate, which are combined through the process of mixing the powder in solution, then drying, calcinating and compacting into pellet form. Pellets were heated at temperatures of 1100-1500oC. The investigation of thermoelectric modules showed that samples whose sintering temperature at 1300oC and test operated temperature at 450oC have maximum values such as the electrical conductivity of 3514 S/m, thermal conductivity of 3.14 W/mK, and Seebeck coefficient of 987V/K. It is considered that these values correlating the grain size and stacking regularly. In addition, the figure of merit was 0.78. Sintering and operational temperatures affected the characteristics of ZnxCu1-xO material for thermoelectric modules.

Keywords : p- type semiconductor materials , oxide thermoelectric materials, Cu doped ZnO.