基于半導體材料的塞貝克效應或帕爾貼效應可實現熱能與電能直接相互轉換，包括熱電制冷和熱電發(fā)電兩種應用形式。熱電制冷器件具有結構緊湊、無噪聲、無磨損、無泄漏等特點，已廣泛應用于局部冷卻或溫度控制；熱電發(fā)電器件可為無人區(qū)信號發(fā)射裝置、深空探測器、植入式醫(yī)療器械等提供電源，更重要的是可以作為一種實現余熱能量回收、降低能源消耗的新型發(fā)電方式。對于熱電轉換技術的更大規(guī)模應用，目前所存在的關鍵問題是能量轉換效率較低，而這主要取決于材料的熱電性能，其表征參數為無量綱ZT值。

通過納米化或復合是改善熱電性能的有效途徑，也是最近幾年該領域的國際研究熱點。中國科學院寧波材料技術與工程研究所開展了一系列有特色的工作，主要通過材料組成設計以及制備理念創(chuàng)新，實現顯微結構及電熱輸運調控，由此制備了一系列性能改善的熱電材料。部分基礎研究成果已經發(fā)表（J. Mater. Chem. A, 2014, DOI: 10.1039/C4TA01554A; J. Mater. Chem. A, 2013, 1, 966；J. Mater. Chem. A, 2013, 1, 8844；ACS Appl. Mater. Interfaces, 2013, 5 (8), 3071；RSC Adv., 2013, 3 (15), 4951）；已獲授權中國發(fā)明專利四項（ZL201010291236.7, ZL201010564073.5, ZL201010270811.5, ZL201110046031.7）。這些工作將為進一步改善熱電性能提供有力幫助，并為熱電轉換應用奠定材料基礎。

以上研究得到了國家自然科學基金、中國博士后基金特別資助等大力支持。

一類復合熱電材料（InGaSb）的典型微觀結構

碲化鉍基復合材料的熱電性能參數