Thermoelektrische Elemente können zur Erzeugung elektrischer Energie aus einer Temperaturdifferenz verwendet werden. Traditionell basieren thermoelektrische Generatoren auf komplementär dotierten Halbleitern, welche elektrisch in Serie und thermisch parallel verschaltet werden. Bei dem herkömmlichen Aufbau werden auf der Kalt- und auf der Heißseite sowohl elektrische als auch mechanische Kontakte auf einem Keramiksubstrat realisiert. In dieser Arbeit wird ein großflächiger pn-Übergang zur elektrischen Verbindung der komplementären Halbleiter auf der Heißseite verwendet. Damit erübrigt sich dort das verbindende Substrat, und dessen Verzicht führt zu einer Steigerung der Heißseitentemperatur. Darüberhinaus werden Probleme in Hinblick auf die Stabilität von elektro-mechanischem Kontakt sowie chemische Wechselwirkungen stark reduziert. Es zeigt sich, dass ein derartiges pn-Übergangs-Thermoelektrikelement ein zweidimensionales Transportverhalten aufweist, welches sich nicht durch das sonst übliche, eindimensionale „Constant property“-Modell beschreiben lässt. Hier wird nun ein grundsätzliches physikalisches Modell vorgeschlagen und mittels Simulationen auf Basis der Onsager-Theorie überprüft. Die simulierten thermischen und elektrischen Flüsse zeigen insbesondere auf, dass elektrische Verluste durch Kreisströme innerhalb des pn-Elementes hervorgerufen werden. Ferner geben die Simulationen Hinweise auf mögliche geometrische Optimierungen zur Reduzierung der Verluste, und eine entsprechende positive Wirkung konnte von uns tatsächlich experimentell nachgewiesen werden. Wir verwenden nanostrukturiertes Silizium aufgrund der im Vergleich zu kristallinem Material verringerten thermischen Leitfähigkeit. Die nanostrukturierten Proben wurden aus Nanopartikeln in der Gasphase hergestellt und durch ein „Spark-Plasma“-Sinterverfahren verdichtet. Zusätzlich zu den nanostrukturierten Siliziumproben wurden pn-Übergänge durch Lasersinterung von dotierten Nanopartikeln auf einem entgegengesetzt dotierten Siliziumwafer bzw. durch Verschweißen komplementärer Wafer hergestellt. Ein geeigneter Messplatz wurde entwickelt und eingerichtet, und es wurde gezeigt, dass die nanostrukturierten pn-Übergänge wiederholte Heizzyklen mit einer Heißseitentemperatur von 780°C überstehen. Somit wurde gezeigt, dass thermoelektrische Elemente auf Basis von pn-Übergängen bei höheren Temperaturen verwendet werden können als herkömmliche Generatoren. Und trotz der internen Verluste zeigen pn-Übergangselemente bei hohen Temperaturen vergleichbare Ausgangsleistungen wie die konventionellen Generatoren.