การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการเพิ่มค่าสมบัติเทอร์โมอิเล็กทริกของฟิล์มบางแอนติโมนีเทลลูไรด์เจือด้วยซิลเวอร์ (Ag-doped Sb2Te3; AST) ผ่านการเตรียมด้วยวิธีแมกนิตรอนสปัตเตอริง (Magnetron sputtering) โดยเบื้องต้นได้ทำการเตรียมฟิล์มบางแอนติโมนีเทลลูไรด์เจือด้วยซิลเวอร์บนวัสดุฐานรองซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO2; SO) และโพลีไอไมด์ (Polyimide; PI) ด้วยวิธีแมกนิตรอนสปัตเตอริงแบบดีซี (DC magnetron sputtering) แล้วนำไปสู่กระบวนการอบให้ความร้อนอย่างรวดเร็ว (Rapid thermal anealing; RTA) ที่อุณหภูมิ 150 – 300 oC เพื่อทดสอบหาวัสดุฐานรองและอุณหภูมิการอบที่เหมาะสมในการเตรียมฟิล์มบาง การตรวจสอบความเป็นผลึก ลักษณะสัณฐานวิทยา องค์ประกอบเชิงธาตุ และสมบัติทางเทอร์โมอิเล็กทริกของฟิล์มบางที่เตรียมได้ พบว่า ฟิล์มบางที่เตรียมบน SiO2 แสดงค่าความเป็นผลึกที่สูงและมีค่าตัวแปรกำลัง (power factor)    สูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับฟิล์มบางที่เตรียมบนโพลีไอไมด์ โดยที่อุณหภูมิห้องมีค่าตัวแปรกำลังสูงสุดเป็น 3.95 mW m-1 K-2 และ 0.53 mW m-1 K-2 สำหรับฟิล์มบางที่เตรียมบน SiO2 และโพลีไอไมด์ตามลำดับที่ผ่านการอบที่อุณหภูมิ 250 oC 
    จากนั้นจึงได้ใช้วัสดุฐานรอง SO ในการเตรียมฟิล์มบาง AST ด้วยวิธีแมกนิตรอนสปัตเตอริงแบบอาร์เอฟ (RF magnetron sputtering) โดยปรับเปลี่ยนเงื่อนไขกำลังไฟฟ้าของระบบอาร์เอฟสำหรับการพอกพูนฟิล์มบางเป็น 30, 50, 70 และ 90 W ภายใต้การหมุนของวัสดุฐานรองที่ความเร็ว 20, 40, 60 และ 80 rpm นำไปสู่กระบวนการอบให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 250 oC  ผลการศึกษาสมบัติเทอร์โมอิเล็กทริกของฟิล์มบางที่เตรียมได้ พบว่า ฟิล์มบางที่พอกพูนด้วยเงื่อนไขกำลังกำลังไฟฟ้า 50 W และความเร็วการหมุนของวัสดุฐานรอง 60 rpm มีค่าตัวแปรกำลังสูงสุดเป็น 5.93 mW m–1 K–2 และ 12.13 mW m-1 K-2 สำหรับที่อุณหภูมิห้องและที่ 100 oC ตามลำดับ
    ลำดับสุดท้าย การประดิษฐ์เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกฟิล์มบางบนวัสดุฐานรอง SO และ PI ขนาด 20  20 mm2 โดยใช้วัสดุฟิล์มบางชนิดพีเป็น AST และวัสดุฟิล์มบางชนิดเอ็นเป็น บิสมัทเทลลูไลด์ (Bi2Te3; BT) จำนวน 5 คู่ ผ่านวิธีแมกนิตรอน สปัตเตอริงแบบอาร์เอฟและอุณหภูมิการอบที่ 250 oC  การทดสอบค่าการผลิตไฟฟ้าประกอบด้วย แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด กระแสไฟฟ้า และกำลังไฟฟ้าที่อุณหภูมิห้องถึง 100oC พบว่า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกฟิล์มบางบนวัสดุฐานรอง SO มีค่ากำลังไฟฟ้าสุดเป็น 1.9 µW ที่ผลต่างอุณหภูมิสูงสุด 19.99oC มี ขณะที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกฟิล์มบางบนวัสดุฐานรอง PI มีค่ากำลังไฟฟ้าสุดเป็น 23.06 µW ที่ผลต่างอุณหภูมิสูงสุด 80.05oC
 

This research aims to enhance the thermoelectric properties of Ag-doped Sb2Te3 (AST) thin films as prepared through a magnetron sputtering method. Firstly, AST thin films were synthesized by a direct current (DC) magnetron sputtering method onto SiO2 (SO) and polyimide (PI) substrates into rapid thermal annealing (RTA) process at temperature 150-300oC to be selected the substrate and RTA temperature optimization for thin film preparation. The crystallinity, morphology, composition, and thermoelectric properties of thin films were investigated. It was found that the thin films, as prepared onto SO substrates yielded higher crystallinity and eventually a higher power factor compared to those grown on the PI substrates. At room temperature, the maximum power factor was 3.95 mW m-1 K-2 and 0.53 mW m-1 K-2 for the thin films prepared onto SO and PI substrates, respectively, at an annealed temperature of 250oC.
            After that, SO substrates were used to prepare AST thin film by radio frequency (RF) magnetron sputtering method. The deposition condition is used for the sputtering RF power variation of 30, 50, 70, and 90 W within the substrate holder rotations speed of 20, 40, 60, and 80 rpm into the RTA process at a temperature of 250oC. As a result, the AST thin film, as prepared by RF power of 50 W and the substrate rotation speed of 60 rpm, has a maximum power factor of 5.93 mW m–1 K–2 and 12.13 mW m-1 K-2 for room temperature and 100oC, respectively. 
               Finally, thin film thermoelectric generators were fabricated onto SO and PI substrates of size 20 x 20 mm2 using the p-type AST thin films and n-type Bi2Te3 (BT) thin films within five couples through RF magnetron sputtering and annealed at a temperature of 250oC. The electrical generation testing was composed of open circuit voltage, electrical current, and electrical power output as measured at room temperature to 100oC. It was found that the thin film thermoelectric generator onto the SO substrate has a maximum electrical power of 1.9 µW at the maximum temperature difference of 19.99oC. In comparison, the thin film thermoelectric generators onto the PI substrate have a maximum electrical power of 23.06 µW and a maximum temperature difference of 80.05oC.