Lösungen für High-Performance IR-Strahler mit extrem hoher Emissivität erfordern derzeit aufwändige und kostspielige Spezialprozesse. Dabei werden nach dem aktuellen Stand der Technik, nachträgliche emissionsverbessernde Schichten auf die Strahler abgeschieden und funktionalisiert.
Im Projekt „TeSIS“ wurde eine neuartige, deutlich vereinfachte Prozesskette für IR-Strahler mit Schwarzkörpereigenschaften entwickelt. Anstelle einer nachträglichen Funktionalisierung wurde die Idee umgesetzt, das Heizwiderstandselement auf einer texturierten Oberfläche abzuscheiden. Der Träger wurde im Laufe des Prozesses entfernt – zurück bleibt eine 3D geformte Membran mit dem Heizwiderstand mit signifikant verbesserten Emissionseigenschaften.
Die resultierenden thermischen Strahler verfügen dann bereits OHNE eine nachträgliche Beschichtung über eine vorteilhafte Textur, was sich positiv auf den Emissionsgrad, die Effizienz und die Fertigungskosten auswirkt. Für diese vielversprechende Idee wurde unter PCT/EP2018/083263 erfolgreich ein internationales Patent gesichert.
Der wesentliche Vorteil ist eine deutliche Kostenreduktion bei der Herstellung von thermisch emittierenden MEMS-IR-Strahlern. Durch den Verzicht auf die nachträgliche funktionalisierte und strukturierte Beschichtung können die Kosten um etwa 50% gegenüber HP-Strahlern reduziert werden.
Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Projekt „Texturierter Schwarzkörper MEMS IR-Strahler“ (TESIS) wurden gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz.
FKZ: 49MF190034
